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汽车碰撞磁流变脂缓冲器设计与仿真分析

机械设计与制造工程 2024年第5期53卷 11-16页

作者：苏宏博胡红生欧阳靑肖平单李阳安徽工程大学机械工程学院安徽芜湖241060 嘉兴学院信工学院浙江嘉兴341001

针对目前汽车保险杠阻尼系数不可调,只在特定碰撞工况下具有较理想缓冲性能的缺陷,设计一款工作模式多样、磁场利用率高以及多通道流动的磁流变脂缓冲装置。基于Herschel-Bulkley力学模型推导出阻尼力与速度和电流之间的关系,利用MATLAB... 详细信息

针对目前汽车保险杠阻尼系数不可调,只在特定碰撞工况下具有较理想缓冲性能的缺陷,设计一款工作模式多样、磁场利用率高以及多通道流动的磁流变脂缓冲装置。基于Herschel-Bulkley力学模型推导出阻尼力与速度和电流之间的关系,利用MATLAB/Simulink软件进行汽车碰撞仿真,分析汽车在中低速碰撞时不同电流下汽车碰撞加速度、速度、位移和冲击力变化情况,同时与传统汽车保险杠碰撞进行对比,验证了磁流变脂缓冲装置在汽车碰撞方面具有速度和加速度变化缓慢、冲击力缓冲效果良好、碰撞位移减小的优越性。

关键词：汽车碰撞磁流变缓冲器力学模型仿真分析

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汽车碰撞安全的影响因素分析

时代汽车 2023年第12期 193-195页

作者：张铁国刘旭辉黑中垒夏塑光黄河交通学院河南省焦作市454950

汽车产业作为我国国民经济重要支柱产业之一,而汽车碰撞安全性直接影响着汽车产业在国际上的竞争力及其人民的生命财产安全,面对我国交通事故所造成的人员伤亡率居高不下的现状,本文从汽车安全法规、试验、新技术等层面对汽车碰撞安全... 详细信息

汽车产业作为我国国民经济重要支柱产业之一,而汽车碰撞安全性直接影响着汽车产业在国际上的竞争力及其人民的生命财产安全,面对我国交通事故所造成的人员伤亡率居高不下的现状,本文从汽车安全法规、试验、新技术等层面对汽车碰撞安全性的影响因素展开分析,并提出对应的措施,为汽车碰撞安全性能的改进提供相应的参考。

关键词：汽车碰撞汽车安全法规

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汽车碰撞时吸能螺纹剪切分析的网格优化

机械强度 2010年第5期32卷 859-864页

作者：魏书彬雷正保杜青云长沙理工大学道路灾变防治及交通安全教育部工程研究中心长沙410004 长沙理工大学公路工程教育部重点实验室长沙410004 长沙理工大学汽车与机械工程学院长沙410004

对螺纹剪切式吸能装置在汽车碰撞过程中的研究主要采用有限元法,为确定吸能螺纹合适的网格尺寸,以VPG(virtual proving ground)和LS-DYNA3D(livemore software-dyna)为平台,采用二分法逐渐细化网格尺寸,对单圈螺纹的剪切过程进行仿真分... 详细信息

对螺纹剪切式吸能装置在汽车碰撞过程中的研究主要采用有限元法,为确定吸能螺纹合适的网格尺寸,以VPG(virtual proving ground)和LS-DYNA3D(livemore software-dyna)为平台,采用二分法逐渐细化网格尺寸,对单圈螺纹的剪切过程进行仿真分析。获得满足收敛性条件的合适的网格尺寸,即截面网格尺寸为0.2 mm×0.2 mm,螺纹螺旋方向的每段轴向增量亦为0.2 mm。结果显示,当剪切过程分析的网格尺寸取上述尺寸时,得到的加速度总趋势及各能量的变化与理论相符,剪切力与理论计算值的偏差很小,表明该网格尺寸能用于汽车碰撞时的仿真分析,对其他同类仿真计算的网格划分也有参考价值。

关键词：螺纹剪切式吸能装置汽车碰撞仿真分析网格尺寸二分法优化

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汽车碰撞损失特性研究

汽车碰撞损失特性研究

作者：金佳钰沈阳航空航天大学

学位级别：硕士

随着汽车产业的迅猛发展和汽车保有量的快速增长,汽车安全性问题受到人们的广泛关注。在汽车的安全性研究中,除了考虑对人的保护之外,还应关注汽车本身的损失。因此本文从汽车自身经济损失的角度出发,结合对汽车及其车险业务的发展趋势... 详细信息

随着汽车产业的迅猛发展和汽车保有量的快速增长,汽车安全性问题受到人们的广泛关注。在汽车的安全性研究中,除了考虑对人的保护之外,还应关注汽车本身的损失。因此本文从汽车自身经济损失的角度出发,结合对汽车及其车险业务的发展趋势提出了汽车碰撞损失特性的概念,认为汽车碰撞损失特性是由其自身结构设计、布局、材料特性所决定的固有属性。本文在军用飞机易损性评价方法的基础上,根据汽车自身结构特点以及汽车碰撞试验数据和相关保险理赔数据,针对汽车碰撞损失问题进行研究。通过损伤模式及影响分析(DMEA)和易损面积等方法,建立了汽车碰撞损失特性评估模式。首先,用DMEA分析法确定了汽车碰撞损失的关键部件;其次,用易损面积法评估汽车碰撞损失价值;最后,以碰撞速度为横坐标,损失价值为纵坐标,分别绘制出汽车不同碰撞方位下的碰撞损失特性曲线,并拟合出汽车的综合损失特性曲线。最终以某款汽车为例,对本文研究进行了实例验证。本文所提出的研究方法能够丰富和完善汽车的安全性理念,为汽车设计者改良汽车结构设计提供参考依据,也为汽车保险的科学化改革提供理论支持。

关键词：汽车碰撞损失特性易损性关键部件曲线

基于汽车碰撞损伤的人体胸部有限元模型构建与验证

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医用生物力学 2013年第1期28卷 36-43页

作者：蔡志华兰凤崇陈吉清刘卫国雷旦华南理工大学机械与汽车工程学院汽车工程广东省重点实验室广州510641 浙江吉利汽车研究院有限公司杭州311228

目的利用胸部有限元模型预测与评估碰撞载荷下胸部生物力响应与损伤机理。方法利用CT和MRI图像数据对胸部骨骼与内部软组织进行几何重建,并划分网格。模型的生物组织材料参数与材料本构模型基于文献尸体实验与组织材料实验。结果对模型... 详细信息

目的利用胸部有限元模型预测与评估碰撞载荷下胸部生物力响应与损伤机理。方法利用CT和MRI图像数据对胸部骨骼与内部软组织进行几何重建,并划分网格。模型的生物组织材料参数与材料本构模型基于文献尸体实验与组织材料实验。结果对模型进行前碰撞与侧碰撞仿真实验验证,结果表明胸部接触力、胸部位移量、力与位移曲线与尸体实验吻合较好,并利用胸部位移量、黏性准则对仿真过程进行损伤评估。结论模型可满足汽车碰撞安全中胸部损伤机理与防护及医学胸部钝器损伤的仿真研究需要。

关键词：有限元分析碰撞损伤 CT图像材料参数生物力学汽车碰撞

汽车碰撞乘员约束系统双自由度力学模型建立及应用

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汽车碰撞乘员约束系统双自由度力学模型建立及应用

作者：陈超吉林大学

学位级别：硕士

汽车被动安全性研究主要分为两个领域。一方面是对车体结构抗撞性的改进,另一方面是对乘员约束系统匹配的研究。如今乘员约束系统匹配工作多是依靠仿真分析辅助物理试验的方式来进行。通过试验设计的方法,利用仿真软件反复计算获得系统... 详细信息

汽车被动安全性研究主要分为两个领域。一方面是对车体结构抗撞性的改进,另一方面是对乘员约束系统匹配的研究。如今乘员约束系统匹配工作多是依靠仿真分析辅助物理试验的方式来进行。通过试验设计的方法,利用仿真软件反复计算获得系统在各种参数组合下的表现。随着先进约束系统的应用,仿真模型构成愈加复杂、计算时间更长。约束系统本身具有很强的非线性,设计参数众多且与乘员伤害没有明确的影响关系。单纯依靠反复试算的开发方式缺少对于系统自身的认识,无法实现性能控制,无法快速寻求约束系统最佳匹配方案,开发周期长、成本高,。本文的研究目的是在详细仿真分析前加入概念设计阶段,通过对车辆碰撞过程中乘员与约束系统相互作用的研究,构造相应的动力学方程。利用这些方程在详细仿真模型分析前预知设计参数对系统的影响,缩小约束系统匹配参数的优化范围,为进一步的详细仿真分析提供良好的设计参数初始值,从而避免反复试算的过程,最大限度的缩短开发周期。使得约束系统匹配工作形成以系统性能目标为起点,经历概念设计、详细仿真设计、物理试验确认的线性开发方法。本文探讨了乘员约束系统各个子系统的结构特点与作用原理,结合其在乘员保护方面的性能表现构造子系统物理简化模型,并对这些物理简化模型进行了数学解析,建立相应的动力学方程。利用拉格朗日力学分析了乘员在碰撞过程中的运动过程,将各个子系统的动力学方程与双自由度乘员模型集成,构造了双自由度车辆碰撞乘员约束系统动力学模型。本文中所有动力学方程均利用离散方法获得迭代计算过程,编译了相关的计算机求解程序。分别通过详细仿真模型计算、零部件试验以及台车试验进行验证,确认其科学性。结合某款国产轿车的乘员约束系统匹配开发工作,应用双自由度乘员约束系统动力学模型进行理论分析。通过计算获得安全带织带刚度与限力等级对乘员胸部伤害的影响,为详细仿真提供约束系统匹配的初始参数。根据实际车辆构建详细仿真模型加以验证并最终通过台车试验确认安全带匹配参数,达成开发目标。本文研究深入探讨了约束系统设计参数与乘员伤害响应之间的基本力学关系,构造的双自由度乘员约束系统动力学模型具有计算速度快,与客观现实一致性高的特点。在实车乘员约束系统匹配开发中,该理论模型的应用使得仿真分析计算次数和台车试验次数大幅度减少,降低了开发成本,保证了产品质量。在经历了物理实验开发、仿真技术研究、优化技术探索之后,本文将乘员约束系统匹配工作回归到基础理论研究领域,力求通过本文研究内容建立一种全新的,含有基础理论指导的理性的乘员约束系统开发方法。

关键词：汽车碰撞乘员约束系统双自由度模型动力学方程

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汽车碰撞建模与仿真软件综述

时代农机 2017年第11期44卷 85-87页

作者：丁礼灯李晓娜长江职业学院湖北武汉430074 河南信息统计职业学院河南郑州450008

文章根据汽车碰撞仿真的过程,将汽车碰撞仿真软件分类,详细介绍了各类软件的使用范围、适用条件等及一些常用软件的组合,为研究者选择适合的应用软件提供参考。

关键词：汽车碰撞建模仿真

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汽车碰撞中儿童乘员的损伤及防护研究

汽车碰撞中儿童乘员的损伤及防护研究

作者：胡国武华南理工大学

学位级别：硕士

我国每年超过1.85万名14岁以下儿童死于交通安全事故,死亡率是欧洲的2.5倍、美国的2.6倍,随着我国私人汽车保有量的飞速增长,车内“悲剧”也在加速上演[1,2,3]。据国外权威机构研究结果表明,汽车使用儿童专用的安全装置可有效地将儿童... 详细信息

我国每年超过1.85万名14岁以下儿童死于交通安全事故,死亡率是欧洲的2.5倍、美国的2.6倍,随着我国私人汽车保有量的飞速增长,车内“悲剧”也在加速上演[1,2,3]。据国外权威机构研究结果表明,汽车使用儿童专用的安全装置可有效地将儿童受伤害的几率降低70%左右,伤亡的比例从11.5%减少至3.5%,其中儿童汽车安全座椅是最为关键的安全装备[3]。因此,对儿童乘员约束系统（Child Restraint System, CRS）的研究具有特殊重要意义。为了提高我国儿童乘员乘车的安全性,对于汽车碰撞中儿童乘员的动态响应以及约束系统的设计和改进的研究是非常必要的。基于有限元理论,本论文建立了儿童乘员约束系统的仿真模型,并对模型根据文献中提供的试验数据进行了必要的验证。在此基础上将儿童乘员约束系统用成人安全带固定在汽车后排座椅上,通过整车正面100 %刚性壁障碰撞研究了儿童约束系统的相关设计参数、不同安全带形式以及不同安装方式对儿童乘员响应的影响。通过本论文的仿真分析研究工作可得到如下主要结论: （1）儿童安全座椅与成人座椅之间摩擦系数、儿童乘员与儿童安全座椅之间摩擦系数、汽车座椅刚度、儿童安全座椅安全带开孔位置、成人座椅安全带刚度、儿童安全座椅安全带刚度这六个参数对儿童乘员响应的影响比较大,适当地调整这些设计参数可降低儿童乘员在碰撞中的受伤几率。（2）比较了儿童安全带与儿童假人间摩擦系数改变时五点式儿童安全带有无肩带夹对儿童的保护效果:摩擦系数改变时,无肩带夹五点式儿童安全带约束系统对儿童乘员的保护效果影响很大。比较了在不同碰撞速度下,三种安全带对儿童的保护效果:在30km/h碰撞时,三点式儿童安全带对儿童乘员的保护最好;在50km/h和70km/h碰撞时,有肩带夹五点式儿童安全带对儿童乘员的保护效果最好;另外碰撞速度较高时,三点式儿童安全带容易勒伤儿童。（3）比较了在不同碰撞速度下,儿童安全座椅不同安装方式对儿童保护效果的影响:在30km/h和50km/h碰撞时,儿童安全座椅直立安装对儿童乘员的保护效果最好;在70km/h碰撞时,儿童安全座椅倾斜20 o安装,对儿童的保护效果最好。

关键词：儿童约束系统儿童安全汽车碰撞仿真分析

基于混合代理模型汽车碰撞稳健性多目标优化研究

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基于混合代理模型汽车碰撞稳健性多目标优化研究

作者：骆雷重庆大学

学位级别：硕士

随着经济发展,汽车行业发展迅速,汽车保有量逐年升高,随之而来的是严重的交通拥堵和交通事故。汽车的安全性问题已成为全社会高度关注的问题。目前,汽车安全性设计主要采用确定性设计方法,但由于加工工艺、材料参数、夹具定位以及板件... 详细信息

随着经济发展,汽车行业发展迅速,汽车保有量逐年升高,随之而来的是严重的交通拥堵和交通事故。汽车的安全性问题已成为全社会高度关注的问题。目前,汽车安全性设计主要采用确定性设计方法,但由于加工工艺、材料参数、夹具定位以及板件厚度等带来的不确定性,会对汽车板件的使用性能产生直接的影响,从而影响汽车的碰撞安全性。因此,对汽车关键板件进行多目标稳健性优化设计,对提高汽车碰撞安全性具有十分重要的意义。本文针对汽车正面碰撞安全性设计,研究多目标稳健性优化设计方法。首先将建立的整车碰撞有限元模型,对汽车碰撞安全性进行仿真计算。通过提取B柱峰值加速度、能量曲线及脚踏板侵入量等仿真结果,并与实验结果进行比较,验证有限元模型的有效性。其次,通过对车辆前端板件吸收能量情况进行灵敏度分析并选取优化设计变量。以B柱峰值加速度、脚踏板侵入量及整车质量为优化目标,建立汽车正面碰撞的多目标优化模型,实现其车身结构板件的优化设计。为了保证多目标优化模型的精度,研究了不同抽样策略对代理模型精度的影响。考虑不同的优化目标,研究其不同代理模型的精度,针对B柱加速度峰值及整车质量,建立了二次径向基函数代理模型,针对脚踏板侵入量建立了Kriging函数代理模型,并以拉丁超立方试验设计方法进行样本点的选取。最后,以相同的优化目标与设计变量,分别构造了多目标稳健性优化的双响应面模型和多目标确定性优化模型,利用粒子群优化算法,进行了结构板件的优化设计计算。优化结果表明,稳健性优化考虑了不确定因素的影响,优化效果没有确定性优化显著,但相比原始模型具有很好的优化效果,且产品质量特性波动较小,性能较稳健,更具有实际工程意义。

关键词：汽车碰撞稳健性不确定性因素多目标优化双响应面