虚拟试验场RGR路面模型重构研究

路面模型是虚拟试验场车辆舒适性分析,道路载荷谱分析等必不可少的输入。为了将国内西部某汽车试验场的真实道路转换为路面模型,首先采用PPS激光扫描仪,IMU惯导模块,GNSS基站等设备集成的移动路面扫描系统进行扫描,获得了物理道路的3维扫描点云。然后采用样条曲线拟合道路中心线,并沿中心线构建2维平面栅格点。接着以自然相邻点插值法计算平面栅格点的高程值。最后将3维栅格点云转换为可在多体动力学仿真软件ADAMS中使用的RGR(regular grid road)路面模型。以重构的路面模型为基础,结合FTire轮胎模型,整车多体动力学模型搭建起完整的虚拟试验场仿真系统。为了检验仿真精度,采用带有轮心六分力仪,加速度传感器的路谱采集车进行道路谱载荷采集试验。在大特征破坏路面坑洼路和平稳随机型路面鹅卵石路下,轮心垂向力和轮心垂向加速度等仿真结果与实测数据均吻合良好,表明重构的路面模型及其虚拟试验场具有较好的精度。

轿车侧面碰撞乘员舱分区刚度优化与匹配研究

针对国内自主品牌轿车在侧碰中常出现车身侧面侵入量较大,导致侧面安全得分较低的现状,对轿车乘员舱刚度的优化与匹配进行了研究。将车身侧面碰撞区域划分为6个分区;通过整车侧面碰撞仿真,并结合正交优化得到了借助改变材料厚度和选用屈服强度高的材料来提高轿车侧面结构抗撞性的方案组合、各分区刚度的匹配和分区刚度与乘员伤害指标的关系。结果表明:整车侧面碰撞6个分区的刚度可明显分为高、低两组,各组的刚度曲线均呈"山峰"状,且组内和组间的刚度都存在一定的关系;优化方案对侧面结构抗撞性的改善最终体现为各刚度曲线同步上升,最后推算出了"峰值"刚度与乘员胸部得分之间的关系。

基于生理信号的多任务下驾驶员认知负荷的评定

为探索驾驶员精神状态与生理信号之间的关系,建立基于生理信号的认知负荷评价方法,在驾驶模拟器中设置了驾驶任务和语音交互任务这一典型的双任务模拟驾驶工况,记录实验过程中驾驶员的主观评分及心电、皮电和呼吸等生理信号,并运用统计方法分析生理参数在整个实验过程中的动态变化规律。结果表明,相对于单一驾驶任务,双任务工况下驾驶员感受的主观压力随着任务难度的增加而上升;心率变异性功率谱密度、皮电水平和呼吸频率等生理指标与驾驶员的认知状态具有较强的关联性,因而可以有效区分不同认知负荷的两种状态。

汽车碰撞瞬间驾驶员颈部肌电信号变化规律研究

为了解驾驶员在汽车碰撞瞬间的颈部肌肉主动反应,在汽车性能模拟器上构造了具有高度虚拟现实感的汽车正碰工况,选择10名志愿者在模拟器上分别以20、50、80和100km/h时速驾驶,记录在碰撞发生时驾驶员胸锁乳突肌、头夹肌和斜方肌的肌肉电信号及其肌肉激活程度。实验结果表明,发生碰撞时,驾驶员主要工作肌群的肌肉电信号明显升高,同时,肌电信号增幅随着车速升高呈现整体增大态势。本研究揭示了汽车碰撞时驾驶员颈部肌肉力学特性的动态变化规律,为高仿生保真度的假人模型的建造和更为准确地分析乘员碰撞损伤提供了理论支撑。

满足两种行人下肢冲击器碰撞要求的车型开发

目前,不同的行人保护法规中均要求使用下肢碰撞柔性小腿(Flex-PLI)或刚性小腿(TRL-LFI)。在开发长安某海外出口车型时,为同时满足两种腿型碰撞要求,在分析两种碰撞腿型评价指标差异的基础上,设计出了腿部塑料吸能结构。通过不同开孔结构的改进分析,研究了腿部上下支撑刚度变化对两种腿型各项评价指标的影响,为开发同时满足两种腿型碰撞的车型提供了参考。

用CAE优化发动机前罩板铰链机构的设计

在行人保护头部碰撞方案中，由于造型及总布置方面的限制。发动机罩铰链及铰链加强板通常位于头部碰撞区域内，为头部碰撞最主要的潜在危险区域，经过铰链及铰链加强板的优化改进。可以有效降低碰撞中对头部的伤害。

乘用车内部凸出物碰撞安全性能研究

为提升某乘用车型仪表板和中控箱系统的碰撞吸能性,搭建了适用于LS-DYNA求解器的有限元仿真分析模型。基于达朗贝尔动力学原理推导了碰撞加速度计算公式,分别从金属支架结构形式、内饰造型以及内饰零件刚度角度进行碰撞加速度优化。仿真和试验结果表明,优化后的仪表板和中控箱系统碰撞加速度明显降低,吸能性满足国家标准要求。

基于Flex-PLI腿型开发无吸能件车辆的可行性探讨

Flex-PLI腿型正逐步被各类行人保护法规和标准采用,Flex-PLI腿型较TRL-LFI腿型的评价指标发生了较大变化,不再考察腿型加速度等指标,这为在不影响腿部性能的前提下取消车辆腿部吸能件提供了可能性。以部分长安车型为例,对比多款车辆在有吸能件和无吸能件情况下的腿部性能差异,论述无吸能件车辆开发的可行性,并阐述了无吸能件车辆存在的问题,为相关车型开发提供了参考。