汽车正面碰撞中驾驶员侧约束系统的可靠性优化

采用MADYMO仿真分析软件建立了某车型正面碰撞的驾驶员侧约束系统仿真模型;针对原始模型因假人碰撞转向盘造成的计算结果的不连续性,通过修正模型提高了乘员损伤值响应面的精度;考虑了系统中存在的随机性,对安全气囊和安全带的主要参数进行了可靠性优化,有效减小了正面刚性墙碰撞中假人的损伤值,并使乘员约束系统满足可靠性的设计要求...     

应用落锤冲击波形评估假人伤害（续1）

建立了落锤试验的CAE模型,并通过不同气囊参数的落锤试验结果进行了模型的验证。基于落锤CAE模型的结果和系统模型中假人伤害的结果分析了落锤试验中的落锤加速度与系统试验中假人伤害的关系,通过数据分析得到落锤加速度与对应系统的假人头部伤害之间存在明显的线性相关性,从而验证了应用落锤进行假人伤害评估的可行性,为系统试验前初步评估不同气囊对假人伤害的影响提供了一个有效的方法。     

基于中国人体形特征的行人假人缩放方法

结合中国人体形特征和假人缩放方面的研究成果,提出了基于受害人体形特征的行人数字仿真假人快速定制方法。该方法通过交互式程序,只需输入受害人的身高和人体质量信息,就可以快速生成多刚体假人模型。文中还以一起真实的事故案例为例,研究了假人体形参数对仿真结果的影响,结果显示假人体形参数对事故再现结果的影响不容忽略,尤其是要注意假人的几何尺寸方面,而对于人体质量误差的要求则可适当放宽。     

中国50百分位人体与标准试验假人正面碰撞响应差异的研究

根据中国人体尺寸参数,在国外标准假人HybridⅢ50 th假人模型的基础上,使用MADYMO软件中的缩放方法建立了符合中国50百分位身材的假人模型;加上另行建立的乘员约束系统模型,分别进行了正面碰撞仿真。结果表明,中国成年男性50百分位身材的假人模型的头部和颈部的损伤参数明显大于HybridⅢ50 th假人模型的相应参数。另外,志愿者和HybridⅢ假人的低速碰撞试验结果也表明,志愿者头部和颈部受到损伤的风险大于HybridⅢ假人的相应损伤风险。由此可见,采用HybridⅢ50 th假人进行碰撞试验不能准确反映中国人体的头部和颈部损伤情况。     

中国假人头部皮肤材料参数优化设计研究

为探究皮肤材料参数对中国体征假人头部力学响应的影响,采用非均一缩放方法对Hybrid Ⅲ 50th假人头部有限元模型及标定限值进行缩放,获得了中国50百分位假人头部模型及标定限值。基于该模型,借助正交试验设计方法,构造多项式响应面代理模型,结合优化算法,得到了更逼近于中国真实人体头部力学响应性能的皮肤材料参数。该组参数可为中国体征物理假人头部皮肤材料配比研究提供相应指导。     

基于正碰台车试验的座椅子系统安全性能研究

为了探究座椅子系统正面碰撞台车试验的影响因素,在建立某商用车双人副驾驶座椅有限元模型的基础上,应用HybridⅢ第50百分位假人,搭建了座椅子系统正面碰撞台车试验的分析模型,用台车试验对仿真模型进行了验证。通过正交试验法,系统地研究了安全带初始拉出量,假人与安全带、假人与坐垫、假人与地板、安全带与肩部滑环、安全带与腰部滑环的摩擦因数对假人H点前移量、下潜量的影响。结果表明,安全带初始拉出量、假人与坐垫的摩擦因数对试验结果影响显著。     

ISOFIX型儿童座椅正面碰撞台车试验的有限元仿真

建立了ISOFIX型儿童座椅的有限元模型,并应用HybridⅢ3岁儿童假人有限元模型,建立了ISOFIX型儿童座椅正面碰撞台车试验的有限元模型,进行了仿真,对比分析了台车试验与有限元仿真的假人动态举动,头部、胸部和髋部的合成加速度波形及假人伤害值.接着用有限元模型对儿童座椅上拉带限力效果进行了评价.结果表明,有限元模型仿真结果与试验结果基本吻合,假人伤害值均在法规指标值以内.上拉带限力虽使头部最大前向移动量有所增加,但仍远小于指标值,且其他伤害值都有不同程度的降低.     

再谈C-NCAP2012版后排女性假人测试

作者对C-NCAP2012版后排女性假人测试进行深入研究,针对C-NCAP2012版后排女性假人存在的问题进行分析,提出了相关的建议。本文针对C-NCAP2012版后排女性假人的试验要求,得出一些结论供读者和汽车设计人员参考。     

基于数理分析的假人骨盆运动轨迹研究

以约束系统仿真模型及整车试验数据为基础,对假人骨盆旋转角度与假人骨盆加速度的关系进行研究,运用数理分析方法拟合出计算骨盆旋转角度的数学公式,总结出由整车试验的假人骨盆加速度转化为假人骨盆运动轨迹的方法,解决了通过整车试验录像无法定量分析假人骨盆运动轨迹的难题。为下一步约束系统匹配和参数优化提供基础和依据。     

正面碰撞中基于中国人体尺寸的假人损伤响应研究

为探究中国乘员在汽车正面碰撞中的损伤响应,基于中国人体尺寸和现有混Ⅲ 50百分位假人有限元模型,采用全体段缩放方法建立了符合中国人体尺寸特征的中国人50百分位男性假人有限元模型。采用LS-DYNA建立并验证了某量产车型的驾驶员侧约束系统模型,对比分析了中国人50百分位男性假人与混Ⅲ 50百分位假人在同一正面碰撞工况下的损伤响应,并研究了安全气囊的起爆时间、排气孔直径和气体质量流率3个参数对两种假人的损伤影响。结果表明,与混Ⅲ 50百分位男性假人相比,中国50百分位男性假人的头部损伤风险较大,而胸部损伤可能较小;对于混Ⅲ 50百分位男性假人是最优的安全气囊参数未必能给对应的中国假人提供最优的保护,部分安全气囊参数对两种假人损伤的影响趋势甚至是相反的。     

基于Mckyes Ali模型盾构刀具切削软土三维力学模型研究

为研究盾构法施工过程中任意位置刀具与软土之间的相互作用,基于朗肯被动土压理论,以Mckyes Ali理论建立的耕作刀具切土阻力模型为基础,考虑切削土与刀具、地层的法向力、黏聚力以及自身重力等,引入表示切刀任意位置的参变量L和Ψ,根据力的平衡原理,建立任意位置刀具的切削软土三维力学模型。最后,通过与已有模型对比,验证了该模型的准确性;通过编制Excel计算界面,保证了该模型工程应用的可行性。该模型适用于盾构任意位置切刀的受力分析,为刀盘刀具的地质适应性设计提供了更加全面的切刀受力计算公式。     

基于扰动状态理论的生物酶改良膨胀土K-G模型

以生物酶改良膨胀土的非线性弹性本构关系为研究对象,提出基于扰动状态理论的修正K-G模型。首先开展不同生物酶掺量条件下的重塑膨胀土样的等向固结排水试验和等p三轴固结排水剪切试验,研究生物酶改良膨胀土的应力-应变关系特征,基于非线性弹性K-G模型,分析生物酶掺量对膨胀土的切线体积模量K_t和切线剪切模量G_t中相关参数的影响规律。采用生物酶掺量作为扰动掺量,以试验和扰动状态概念为基础建立扰动函数,基于扰动状态理论对K-G模型进行修正,以反映生物酶掺量对改良膨胀土应力-应变扰动关系,使本构关系符合土体的实际变形过程,更合理地描述生物酶改良膨胀土的非线性弹性应力-应变关系。结果表明：通过对比ε_v-p及ε_s-q的试验曲线、K-G模型曲线与修正K-G模型理论计算曲线,体应变ε_v的K-G模型预测值小于试验值,而剪应变ε_s的K-G模型预测值大于试验值,修正K-G模型的体应变ε_v和剪应变ε_s的预测值都与试验值较为接近。修正K-G本构模型中各参数物理意义明确,与K-G模型中的参数确定方法一致,可以较合理地描述不同生物酶掺量扰动条件下改良膨胀土的变形特性。     

V型发动机冷却水套改进及三维数值模拟分析

为了提高某V型发动机冷却性能,对该机原冷却水套模型结构分5个阶段进行了改进,包括加大左右侧排气端气缸垫通道面积,增加气缸盖和气缸体水套通道,开通气缸盖水套排气侧中间断口。利用Ricardo三维流体软件VECTIS对原水套和每阶段改进水套进行了三维数值模拟计算,并进行了比较分析。结果表明,最终改进后的水套流动性能比原水套有明显的改善。     

基于改进均值模型的汽油机瞬态空燃比控制研究

结合平均值模型(MVEM)和BP网络的优点,对平均值模型进行改进,将BP网络替代均值模型中经典X-τ油膜模型,对喷油脉宽进行辨识。将改进后的均值模型和原均值模型在SIMULNK中建模,研究结果表明,采用改进后的均值模型,发动机瞬态空燃比最大偏离值和偏离时间明显得到改善,具有精度高、跟踪快速的特点,为基于模型的发动机瞬态工况空燃比的控制提供参考。     

型发动机冷却水套改进及三维数值模拟分析

为了提高某V型发动机冷却性能，对该机原冷却水套模型结构分5个阶段进行了改进，包括加大左右侧排气端气缸垫通道面积，增加气缸盖和气缸体水套通道，开通气缸盖水套排气侧中间断口。利用Ricardo三维流体软件VECTIS对原水套和每阶段改进水套进行了三维数值模拟计算，并进行了比较分析。结果表明，最终改进后的水套流动性能比原水套有明显的改善。     

驳船-圆柱碰撞的修正半波正弦荷载模型

为建立考虑冲击效应的船撞实用荷载模型,建立6艘不同吨位驳船的有限元精细化模型,采用驳船撞击刚性圆柱模型,通过数值仿真得到252条不同速度和不同径宽比下的撞击力时程原始样本。通过对样本的观察与分析,提出采用修正半波正弦函数作为撞击力过程的近似荷载模型,并通过数理统计的方法确定具体模型参数,由此根据驳船吨位、撞击速度、撞击径宽比等因素直接确定撞击荷载曲线。基于简化模型推导过程,指出修正半波正弦荷载模型的3个误差来源,并以2座不同结构形式的桥梁为例进行动力反应计算分析。以驳船接触碰撞的动力响应为基准,分析简化荷载模型计算结果的准确性,并进一步讨论3个误差来源对荷载模型误差的贡献大小与误差机理。研究结果表明：模型参数取值的精度良好;2个算例的动力响应对比分析得出,提出的修正半波正弦荷载模型对于柔性及刚性的桥梁结构均有良好的整体计算精度,具有广泛的实际工程应用价值。     

Comparison of Dynamic Models of Mr Damper for Hardware in the Loop Simulation of Large-Sized Buses

The present study has focused on the comparison of MR damper dynamic models for the purpose of hardware in the loop simulation. A vehicle dynamic model for large-sized bus and a control logic for MR damper was built. Two typical MR damper models, viz. Bouc-Wen and hyperbolic tangent model have been considered in this study and the advantages and disadvantages of each model on the aspect of HILS system is discussed. We discussed the limitations of each model based on the analysis of the vehicle dynamic simulation. The results showed that the existing models are not suitable for HILS system. We proposed the modified hyperbolic tangent model by adopting low-pass filters. The results from the simulation showed the advantages of the modified model which were validated through HILS system.     

隧道围岩稳定性改进模糊概率模型及其应用研究

为更加准确有效地判别隧道围岩稳定性,引入RandWPSO-LSSVM(随机权重粒子群算法-最小二乘支持向量机)围岩极限位 移预测模型,对传统模型的隶属函数进行优化,建立围岩稳定性改进模糊概率模型。基于改进模型方法,由围岩位移预测值u、预测 位移标准差、围岩极限位移预测值U 及预测极限位移标准差即可求解隧道围岩稳定概率,并结合8 个工程算例对模型进行验证。 结果表明,改进模型解决了传统模型隶属函数存在的极限位移取值范围不合理的问题,且有效消除了隶属函数线性简化处理导致 的偏差,由其计算的稳定概率与实际情况吻合较好,围岩稳定性评价结果的可靠性更高; 将改进模型应用于实际工程的隧道围岩 稳定性判别中,计算结果能够较好地反映实际工程情况。     

SBS及马来酸酐改性剂对沥青自愈合性能的影响

选择SBS和SBS-MAH（马来酸酐）作为沥青改性剂,通过分子模拟软件从微观角度分析沥青愈合性能,研究改性剂对沥青自愈合性能的影响。利用分子模拟软件建立基质沥青体系模型,并通过密度、溶解度和均方位移3个参数证实体系模型作为沥青分子的代表性;建立基质沥青、SBS改性沥青和SBS-MAH改性沥青的自愈合模型体系,对比在298 K（25 ℃）条件下,设置10,20,30?（1?=0.1 nm）空隙间隔的自愈合模型,进行愈合模型的愈合全过程分析,计算愈合模型的扩散系数和愈合体积比率参数,分析SBS改性剂、SBS-MAH改性剂对愈合模型的愈合影响。结果表明:基质沥青愈合能力最好,SBS改性沥青次之,SBS-MAH沥青愈合能力最差,SBS改性沥青、SBS-MAH改性沥青的愈合趋势一致。     

逆向工程法及其在发动机复杂曲面实物制造上的应用

探讨了逆向工程在发动机气道的设计与开发中的应用。运用仿形测量技术和曲面重构技术得到气道CAD模型。复杂曲面实物外形的准确描述为后续CAM／CAE提供了必要的基础和支撑。气道CAD模型的CFD流场分析作为指导模型修改的依据。优化后的CAD模型经快速成型加工出样件，即可用于生产或实验，与CFD相验证。