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自动紧急转向工况下驾驶员离位响应的一体化仿真研究

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湖南大学学报（自然科学版） 2024年第10期51卷 27-36页

作者：任立海谭政陈浩李星月蒋成约徐海澜重庆理工大学汽车零部件先进制造技术教育部重点实验室重庆400054 招商局检测车辆技术研究院有限公司重庆401329

为了探究自动紧急转向过程中驾驶员的动态响应,采用主动安全技术和被动安全防护策略相结合的方式,进行特定自动紧急转向场景下驾驶员离位响应的一体化仿真研究.基于模型预测控制算法建立自动紧急转向控制模型,使用PreScan、CarSim和Simu... 详细信息

为了探究自动紧急转向过程中驾驶员的动态响应,采用主动安全技术和被动安全防护策略相结合的方式,进行特定自动紧急转向场景下驾驶员离位响应的一体化仿真研究.基于模型预测控制算法建立自动紧急转向控制模型,使用PreScan、CarSim和Simulink等软件进行联合仿真,获取车辆在转向过程中的动态响应;结合主动人体模型和驾驶员侧约束系统模型,分析车辆及驾驶员的运动特征以及主动卷收器安全带对驾驶员离位的改善效果.结果表明,在72 km/h的行驶速度下,车辆和驾驶员在纵向换道距离分别为40 m、50 m和60 m的左侧自动紧急转向过程中运动响应分为右倾和左倾两个阶段;右倾阶段车辆横向加速度、侧倾角以及主动人体模型的最大离位量明显高于左倾阶段;随着纵向换道距离的增加,驾驶员头部的最大横向离位量由89.56 mm降低到70.22 mm和53.05 mm;主动卷收器安全带的应用有效改善了驾驶员的离位程度,驾驶员头部最大横向离位量分别降低18.90%、49.56%和67.62%,胸部最大横向离位量分别降低12.70%、41.63%和53.69%,提高了驾驶员在自动紧急转向阶段的安全性.

关键词：汽车工程汽车安全一体化仿真自动紧急转向驾驶员离位

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预碰撞制动乘员响应及侧碰工况离位乘员损伤分析

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汽车工程学报 2024年

作者：崔东曹树谦杨昊蒋成约韩菲菲天津大学机械工程学院中汽研(天津)汽车工程研究院有限公司重庆理工大学汽车零部件先进制造技术教育部重点实验室

目前，国内外的侧碰安全测评较少考虑碰撞前制动对乘员姿态的影响。为了研究被撞车辆预碰撞阶段制动引发的乘员离位及其对侧碰工况中乘员响应与损伤的影响，本文采用志愿者试验与CAE仿真相结合的方法，构建了标准姿态侧碰模型、肌肉紧... 详细信息

目前，国内外的侧碰安全测评较少考虑碰撞前制动对乘员姿态的影响。为了研究被撞车辆预碰撞阶段制动引发的乘员离位及其对侧碰工况中乘员响应与损伤的影响，本文采用志愿者试验与CAE仿真相结合的方法，构建了标准姿态侧碰模型、肌肉紧张状态侧碰模型与肌肉放松状态侧碰模型，并针对不同乘员的动态响应与关键损伤指标开展了比对分析。结果表明：制动时肌肉放松状态的志愿者离位量较大，其头部与第一胸椎（T1）最大离位量达到225 mm与145 mm。乘员离位使得侧碰工况中假人上半身与侧面约束系统接触形态发生较大变化，假人胸部区域存在脱离侧气囊防护范围的风险。最大头部Y向加速度增加了163.98 m/s2（79.4%）；最大腹部压缩量增加了13.53 mm（64.0%）。研究结果有助于后期新型约束系统开发与一体化安全测试。

关键词：紧急制动乘员离位侧面碰撞乘员损伤

假人与人体模型在AEB作用下的驾驶员离位响应对比

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汽车安全与节能学报 2023年第4期14卷 448-456页

作者：任立海罗志秦陈浩蒋成约重庆理工大学汽车零部件先进制造技术教育部重点实验室重庆400054

为研究假人与人体模型在不同制动强度下驾驶员离位响应差异性,进行假人与人体模型的仿真实验。构建人体乘员约束测试装置(THOR)假人和人体安全模型(THUMS)的驾驶员约束系统模型,将MADYMO的主动人体模型(AHM)与LS-DYNA有限元约束系统耦... 详细信息

为研究假人与人体模型在不同制动强度下驾驶员离位响应差异性,进行假人与人体模型的仿真实验。构建人体乘员约束测试装置(THOR)假人和人体安全模型(THUMS)的驾驶员约束系统模型,将MADYMO的主动人体模型(AHM)与LS-DYNA有限元约束系统耦合构建AHM模型的驾驶员约束系统模型,提取假人与人体模型头部、肩部、胸部及膝部的位移―时间历程曲线,并开展假人与人体模型离位差异性分析和不同安全带约束下驾驶员离位分析。结果表明:参考志愿者实验数据,3个模型离位都在志愿者响应通道范围内,人体模型AHM和THUMS具有更高的离位运动生物逼真度;相较于标准安全带,主动预紧安全带能够有效降低驾驶员在自动紧急制动(AEB)工况下离位响应。

关键词：离位响应自动紧急制动(AEB) 主动预紧安全带主动人体模型(AHM) 人体安全模型(THUMS) 人体乘员约束测试装置(THOR)假人

装配工况下PEMFC不同双极板截面接触行为研究

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湖南大学学报（自然科学版） 2023年第2期50卷 209-220页

作者：任立海杨振华李盛蒋成约赵清江汽车噪声振动和安全技术国家重点实验室重庆401122 中国汽车工程研究院股份有限公司博士后工作站重庆401122 重庆理工大学汽车零部件先进制造技术教育部重点实验室重庆400054

为进一步探究双极板几何形状对层间接触行为的影响,以金属双极板为对象,搭建了双极板压缩试验台,同时建立了双极板压缩试验有限元模型,根据压敏纸采集到的试验结果验证了模型的有效性.然后,分别搭建了梯形、矩形和波浪形三种常见截面形... 详细信息

为进一步探究双极板几何形状对层间接触行为的影响,以金属双极板为对象,搭建了双极板压缩试验台,同时建立了双极板压缩试验有限元模型,根据压敏纸采集到的试验结果验证了模型的有效性.然后,分别搭建了梯形、矩形和波浪形三种常见截面形状的双极板有限元模型,并搭建了相应的双极板压缩试验有限元模型.通过仿真分析研究在不同装配载荷作用下双极板截面形状对层间接触行为的影响.结果表明:装配载荷大小和双极板截面形状对双极板与气体扩散层(Gas Diffusion Layer, GDL)之间的接触行为有显著影响;在不同装配载荷作用下,三种双极板肋下的GDL表面接触应力幅值均在0.5~2 MPa之间,均符合装配要求;在同等条件下,双极板肋宽度是决定双极板与GDL之间整体平均接触应力幅值和GDL平均侵入面积的主要因素;在三种双极板中,矩形双极板下的接触行为对装配载荷的变化更为敏感,并且矩形双极板下平均接触应力分布均匀性最差.

关键词：质子交换膜燃料电池有限元方法截面形状接触应力 GDL侵入

基于动态拉伸试验数据的脑组织粘性–超弹性材料模型参数求解

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生物医学工程学杂志 2018年第5期35卷 767-773,778页

作者：任立海蒋成约陈勇胡远志重庆理工大学汽车零部件先进制造技术教育部重点实验室重庆400054

本研究旨在确定能够有效模拟冲击载荷作用下脑组织力学特性的粘性–超弹性本构方程。本文运用有限元仿真与优化算法相结合的方法,开展了脑组织粘性–超弹性材料模型参数求解。首先,基于脑组织动态单轴拉伸试验数据,建立最大拉伸率为1.3... 详细信息

本研究旨在确定能够有效模拟冲击载荷作用下脑组织力学特性的粘性–超弹性本构方程。本文运用有限元仿真与优化算法相结合的方法,开展了脑组织粘性–超弹性材料模型参数求解。首先,基于脑组织动态单轴拉伸试验数据,建立最大拉伸率为1.3、应变率分别为30 s–1和90 s–1的脑组织动态拉伸有限元仿真模型。然后,以仿真预测的工程应力–应变曲线与参考试验测量结果均值曲线的拟合误差最小化作为优化设计的目标函数,利用多目标遗传算法进行材料模型参数求解。结果显示,运用本文所确定的本构方程的脑组织有限元模型能够准确地预测不同加载速率下的脑组织动态拉伸力学特性。应用本文获取的脑组织粘性–超弹性本构方程于颅脑有限元模型,将有利于提高模型在动态冲击载荷下的生物逼真度。

关键词：有限元多目标优化参数反求超弹性粘弹性本构方程

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基于坐标系转换的乘员约束系统精确建模

汽车工程 2016年第5期38卷 574-579页

作者：胡远志梁永福刘西蒋成约储建宏重庆理工大学车辆工程学院重庆400054 太航常青汽车安全设备(苏州)有限公司苏州215131

在40%偏置碰撞乘员约束系统建模中,通常是对车身B柱下端的加速度进行近似处理后作为仿真模型的输入条件。本文基于布尔莎-沃尔夫坐标系转化原理,提出一种更为精确的乘员约束系统模型的输入条件,并利用多体动力学软件MADYMO进行了验证。... 详细信息

在40%偏置碰撞乘员约束系统建模中,通常是对车身B柱下端的加速度进行近似处理后作为仿真模型的输入条件。本文基于布尔莎-沃尔夫坐标系转化原理,提出一种更为精确的乘员约束系统模型的输入条件,并利用多体动力学软件MADYMO进行了验证。对比两种方法的仿真和试验结果表明,与通常的方法相比,所提出的方法不但可使偏置碰撞中乘员约束系统的建模更加精确,而且简化了布尔莎-沃尔夫坐标系转化模型的求解过程。

关键词：乘员约束系统坐标转换精确建模

基于小偏置碰的乘员二次碰撞分析及约束系统仿真优化

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振动与冲击 2021年第3期40卷 35-39页

作者：蒋成约张伟任立海胡远志李军黄杰汽车噪声振动和安全技术国家重点实验室重庆401320 重庆理工大学汽车零部件先进制造技术教育部重点实验室重庆400054

研究64 km/h小偏置碰的乘员动态响应及约束系统参数影响。通过建立50 km/h全正碰与64 km/h小偏置碰的约束系统模型,比对两种工况中的乘员二次碰撞运动姿态与损伤特点。仿真结果表明小偏置碰中乘员上躯干相对车体产生较大的横向加速度,... 详细信息

研究64 km/h小偏置碰的乘员动态响应及约束系统参数影响。通过建立50 km/h全正碰与64 km/h小偏置碰的约束系统模型,比对两种工况中的乘员二次碰撞运动姿态与损伤特点。仿真结果表明小偏置碰中乘员上躯干相对车体产生较大的横向加速度,导致头部和颈部等部位损伤加剧。基于上述损伤特点,导入侧气帘模块并分析其对乘员损伤的影响;优化驾驶员侧气囊袋形并通过代理模型方法匹配其参数。CAE优化结果显示小偏置碰中假人头部HIC 36和颈部N ij分别降低61.75%和31.3%,加权损伤指标(WIC)降低了47.22%。

关键词：小偏置碰撞气囊设计代理模型约束系统优化

制动工况下主动卷收器参数对乘员离位位移影响的分析

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汽车工程 2020年第5期42卷 615-620页

作者：胡远志朱鸿旭曾宪菁王振飞徐紫红蒋成约重庆理工大学汽车零部件先进制造技术教育部重点实验室重庆400054 泛亚汽车技术中心有限公司上海201201 天合汽车科技(上海)有限公司上海201814

主动控制卷收器(ACR)能改善乘员的离位位移并降低二次碰撞的风险。为探究制动工况下ACR对乘员的影响,首先进行志愿者实车道路试验和试验数据的乘员运动响应分析,并建立了包括主动人体模型的仿真模型。模型对标后搭建Kriging近似模型并采... 详细信息

主动控制卷收器(ACR)能改善乘员的离位位移并降低二次碰撞的风险。为探究制动工况下ACR对乘员的影响,首先进行志愿者实车道路试验和试验数据的乘员运动响应分析,并建立了包括主动人体模型的仿真模型。模型对标后搭建Kriging近似模型并采用NSGA-Ⅱ算法进行ACR参数优化。结果表明:优化后头部质心和第一胸椎(T1)的离位量分别减小了55%和73.44%,且回弹阶段各部位加速度明显减小,预紧力和乘员离位量呈负相关趋势,且与制动前触发相比,制动后触发ACR时,预紧时间的变化对乘员离位的影响较大。

关键词：主动控制卷收器实车试验主动人体模型预紧参数

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猪股骨常应变率动态压缩试验方法研究

中国测试 2019年第12期45卷 36-42页

作者：曾煊蒋成约赵辉廖志康重庆理工大学车辆工程学院重庆400054 陆军军医大学大坪医院重庆400042

准确的骨骼材料响应对于模拟交通事故、战争和跌落中的人体损伤机制作用重大,但上述工况所对应的皮质骨动态力学响应还没有在常应变率条件下被规范测量。为在动态压缩试验中实现和维持不同的恒定应变率,建立针对皮质骨的重复性良好的霍... 详细信息

准确的骨骼材料响应对于模拟交通事故、战争和跌落中的人体损伤机制作用重大,但上述工况所对应的皮质骨动态力学响应还没有在常应变率条件下被规范测量。为在动态压缩试验中实现和维持不同的恒定应变率,建立针对皮质骨的重复性良好的霍普金森杆动态材料测试方法,并测试大应变率范围内的骨骼材料力学参数。首先测试纯铝整形器尺寸和子弹撞击入射杆速度对入射脉冲形状的改变效果,并在此基础上不断改变入射脉冲形状直至满足常应变率条件,随后对32个加工规则的猪股骨中轴皮质骨试样按照应变率范围进行分组测量。当入射波平台部分斜率与透射波上升沿斜率相等时,试样以常应变率变形,此时常应变率产生的变形超过总应变量的70%。猪股骨皮质骨在200~1500 s 1应变率间极限应力和极限应变增大(分别为10.2%与25.0%),弹性模量减小(7%)。结果表明,相对于杆材料更软的塑性金属作为整形器能使骨骼在需要的应变率范围内保持应变率恒定,且重复性良好,适宜进一步用于人骨测试。

关键词：应变率材料力学性能皮质骨脉冲整形