Analysis of Vehicle Seat and Research on Structure Optimization in Front and Rear Impact

This paper used the Hyper Mesh and LS-DYNA software to establish a dummy-seat finite element simulation model. The head, chest and neck injury of the dummy were analyzed respectively in the frontal impact and rear impact. It was indicated that modification of seat was needed to meet the requirements. The simulation results showed that the original model cannot provide effective protection for the occupants and need for structural improvements. According to the simulation results of deformation and stress conditions of the seat parts, the original seat structure was improved and optimized for four improvement schemes, including the structure optimization of the seat side panel, the center hinge, framework under the cushion and the backrest lock. The results indicated that the optimized seat improved the occupant protection performance by reducing occupant damage parameters compared with original seat, which illustrated that the optimization basically met the target.

正面碰撞下后排孕妇乘员损伤防护研究

为探讨孕妇乘员运输安全下的损伤风险,论文对比研究了常规安全带(三点式)和孕妇专用安全带(组合式)约束系统的防护效果。首先,建立并验证了正面全宽碰撞下后排女性乘员约束系统模型;其次,建立妊娠30周子宫有限元模型,并耦合HybridⅢ5th女性多面体人体模型构建孕妇模型。最后,基于孕妇乘员及胎儿损伤机理,提出了一种用于评价孕妇及胎儿损伤的综合伤害指标WICp(weighted injury criterion of pregnant),研究了不同冲击载荷下孕妇乘员佩戴组合式安全带和三点式安全带的防护效果。研究结果表明:与三点式安全带相比,孕妇乘员佩戴组合式安全带可使孕妇乘员腹部压缩量平均降低38%,子宫壁与胎盘交界面(uterus placental interface,UPI)应变平均降低18.3%,孕妇及胎儿综合伤害平均降低13.4%;当碰撞速度不超过55 km/h时,可使子宫胎盘交界面UPI应变值不超过极限值60%,从而降低了孕妇胎盘早剥风险。研究成果为孕妇乘员及胎儿开发出更安全更可靠更舒适的孕妇专用安全带提供了科学理论依据和参考价值。

Osborne韧带悬吊尺神经前置术在肘管综合征治疗中的应用及预后影响因素分析

目的 探究Osborne韧带悬吊尺神经前置术在肘管综合征治疗中的应用,并对影响患者预后的因素进行分析。方法 前瞻性选取2020年9月至2022年8月在秦皇岛市第一医院进行治疗的102例肘管综合征患者,采用信封法将患者分组:对照组(n=51)和研究组(n=51)。对照组行传统手术治疗,研究组行Osborne韧带悬吊尺神经前置术治疗。比较两组患者的治疗效果,记录手术前、手术后6个月患者的肌电指标[患侧尺神经传导速度(NCV)、患侧小指展肌复合肌肉动作电位波幅(CMAP)、运动电位潜伏期(MEPLP)]、疼痛程度[(VAS)评分]、现时痛强度(PPI)评分、上肢功能障碍测定量表(DASH)评分,并探究影响患者预后情况的因素。结果 研究组患者的有效率为96.08%,显著高于对照组(84.31%),差异有统计学意义(P<0.05)。研究组患者手术后6个月的NCV、CMAP分别为(50.77±3.98)m/s、(5.77±0.46)mV,高于对照组[(43.29±4.56)m/s、(4.12±0.39)mV];研究组MEPLP为(2.28±0.61)ms,低于对照组[(3.38±0.74)ms],差异均有统计学意义(P<0.05)。研究组患者手术后6个月的VAS评分、PPI评分、DASH评分均分别为(1.69±0.78)、(1.06±0.45)、(26.66±7.46)分,均低于对照组[(3.77±0.64)、(1.98±0.35)、(36.91±6.16)分],差异均有统计学意义(P<0.05)。102例患者经手术治疗,在随访期结束时,73例患者纳入预后良好组,29例纳入预后不良组。两组在肘部外伤史、病程方面比较,差异均无统计学意义(P>0.05),在年龄、性别、长期屈肘工作、肌肉萎缩、患病手与优势手为同侧、手部握力、是否采用Osborne韧带悬吊方面比较,差异均有统计学意义(P<0.05)。Logistic回归分析结果显示,肌肉萎缩及未采用Osborne韧带悬吊为影响患者预后不良的危险因素(P<0.05)。结论 采用Osborne韧带悬吊尺神经前置术对肘管综合征患者进行治疗可有效提高治疗有效率,改善患者的肌电图指标,缓解患者的疼痛程度,改善上肢功能障碍;此外,肌肉萎缩是影响患者预后不良的危险因素,可能会对患者的康复产生负面影响,应予以关注。

考虑正面碰撞特性汽车前纵梁轻量化设计分析

前纵梁承载和吸收车辆正面碰撞的能量,保证安全性的前提下,可以通过厚度减薄实现轻量化。针对前纵梁的结构特点,采用强度等效减薄理论开展轻量化设计;在分析传统强度等效减薄公式的基础上,考虑材料变化后,相关的参数因素、残余应力、尺寸偏差和屈强比因素的影响,对公式进行修正;对某车型前纵梁开展优化设计,材料由DP590提升为DP780;对优化后的成形工艺进行分析;根据C-NACP正面碰撞要求,建立前纵梁总成碰撞分析模型,获取总吸能和承载力参数变化,并采用整车正面碰撞对比分析,以验证优化后零件的碰撞安全性。结果可知:根据修正公式,厚度由1.6mm减薄至1.4mm,实现轻量化减重12.5%;轻量化后,总成的能量吸收有较大提升;结构的最大承载力由346kN降低到322kN,降低了7.45%,表明整个过程的载荷呈现变缓的趋势,对于乘员保护是有利的;试验与模型分析结果对比,侵入量最大值分别为159.56mm和166.73mm,误差为4.5%,基本一致,表明结果的可靠性。分析结果表明修正强度等效减薄公式是有效的,为此类设计研究提供重要参考。

前抛体对弹体入水载荷影响数值模拟研究

弹体穿过气-液界面时因密度突变会遭受强冲击载荷,出现结构损伤或破坏。为降低弹体入水的冲击载荷,基于Rabbi降载思想,提出了一种在主弹体前附加前抛体的结构形式。运用S-ALE(structured arbitrary Lagrange-Euler)算法和罚函数流固耦合方法进行空泡形态和弹体运动状态数值模拟,数值模拟结果与弹体入水实验图像吻合,验证了数值模拟算法的有效性;随后研究了前抛弹体的入水角度、主弹体与前抛体的无量纲入水时间间隔参数、前抛体尺寸、主弹体与前抛体的入水初速度对降载效果的影响。研究结果表明,前抛体垂直入水时存在前抛体和主弹体碰撞现象,不利于降载,甚至可能给主弹体带来更大的载荷;前抛体斜入水时可避免两弹体间的碰撞,具有良好的降载效果,最大降载率可达90%。在此基础上获得了降载效果最佳的无量纲入水时间间隔范围为0.8~0.9,在此范围内主弹体的降载效果随前抛体尺寸的增大和入水初速度增加而提高。

CA6136卧式车床前置刀架定位机构耐冲击性研究与改进

对CA6136卧式车床长期使用和研究发现前置刀架定位精度和耐冲击性较差,发生撞刀或受到冲击,很容易卡死,强行搬动刀架拉杆换刀,拉杆会折断以致损坏机床部件,后续维修较难。为延长刀架使用寿命,很有必要对其定位方式进行研究和改进。分析后提出3种改进方案,经过结构设计、受力分析和对比研究后选定最优方案。通过机械加工、装配和调试等过程完成改进,经长期测试能达到理想效果。该研究成果值得机床厂家参考和使用。

某轻卡驾驶室碰撞性能仿真研究

以在产某轻卡驾驶室进行正面撞击和双A柱撞击仿真与试验对标分析,对碰撞后驾驶室外形进行扫描,将扫描的点云导入软件与仿真碰撞后模型进行三维重合度对比。同时对关键零部件的变形模式、门框变形量及生存空间等多项指标进行对标,其总体对标结果误差在10%以内,仿真精度高。在新一代轻卡碰撞性能开发中,利用仿真技术,在设计阶段,对正面撞击、双A柱撞击和顶部强度进行了多轮次仿真迭代,深入研究,找到了影响性能达成的关键部位和结构,在传力路径上进行结构加强和优化,其碰撞性能达到了开发目标。

游泳运动员短距离自由泳前后交叉动作角度差异影响分析

短距离自由泳是游泳运动的一项主要比赛项目,其取得好成绩的关键是“快”,即快速完成全程,其中推动身体快速前进的动力之一就是两臂轮流划水。因此,臂的正确移动对自由泳速度有重要的影响。前后交叉动作角度差异与划臂正确有直接的关系,直接影响游进速度。通过选取短距离自由泳优秀运动员进行录像解析法实验分析,研究前后交叉动作角度差异对游速的影响,对短距离自由泳的训练有重要参考价值。

汽车前保险杠水平冲击试验的研究

对两款车型前保险杠进行冲击模块试验。研究结果发现,相比于CAR-B车型,CAR-A车型在前保险杠中部支撑位置(M0)处溃缩位移小,刚度大,中部支撑(M0)刚度与下部支撑(D0)刚度相差较大。同时对两款车型进行Flex-PLI腿型冲击试验,发现CAR-A车辆存在严重失分,其主要原因是由于在柔性腿冲击车辆过程中,CAR-A中M0、D0刚度差导致以膝部为中心向两侧弯曲运动,造成车辆失分。因此,车辆前保险杠应考虑到中部支撑位置和下部支撑位置的刚度匹配,一定程度上可降低对弱势道路使用者的伤害,使得柔性腿碰撞变形更加合理、得分更高。

雷电冲击电压波形仿真模型建立与应用

雷电冲击试验是耐压与绝缘试验中的重要项目,是判断电气设备是否满足高压工作要求的重要依据。为方便对冲击电压波形的参数进行定量调整,本文基于Simulink平台,建立雷电冲击电压发生器的仿真模型,并采用1600kV/80kJ雷电冲击电压发生器进行验证。实验证明:仿真波形与实际波形的电压峰值U_(m)、波前时间T_(1)与半峰值时间T_(2)之间的一致性误差未超过±3%,可快速、准确地调整冲击电压波形关键参数,提高日常实验效率,辅助实验设备的运维管理。

汽车前纵梁耐撞性研究与有限元模型验证

汽车发生正面碰撞时,汽车前端为主要吸能区域,而前纵梁是汽车前端的主要吸能部位,因此其耐撞性好坏对于汽车来说至关重要,对于前纵梁耐撞性的研究主要关注它的评价指标。通过建立前纵梁的有限元模型对其进行压溃仿真,并通过动态落锤冲击试验对有限元模型进行了验证。研究结果表明:该前纵梁有限元模型的变形模式与力—位移曲线均相符,验证了该模型的准确性。

冲击地面过程中落石特征参量的理论分析

根据落石与地面碰撞过程中落石加速度、冲击力的曲线特征,利用动量定理推导正面碰撞时法向冲击力的理论计算公式;在假设切向冲击不影响法向冲击的前提下,提出一种新的摩擦力模型,基于该模型推导切向冲击力和切向恢复系数的理论公式。最后研究不同入射速度大小、不同入射角时的碰撞时间、恢复系数和最大冲击力的变化规律,分析结果表明:(1)当入射角一定时,随着入射速度增加,冲击力近似呈线性增加,切向恢复系数逐渐增加,但增加幅度很小,而法向碰撞恢复系数和碰撞时间逐渐减小;(2)当入射速度一定时,随着入射角的增加,法向恢复系数和切向恢复系数均增加,但前者增幅远小于后者,碰撞时间也呈增大趋势,而最大冲击力呈先增加后减小的变化规律;(3)地表覆土厚度与落石半径比值越大,碰撞时间越长,法向恢复系数随之递增,切向恢复系数随之递减,而最大冲击力随之呈上凹型曲线递增。

冲击压缩下氧化铝陶瓷中破坏阵面的传播

进行了平面冲击波压缩下氧化铝陶瓷中破坏阵面的实验测试和理论探索．通过氧化铝陶瓷的平板碰撞实验,借助VISAR测试系统测量了试件自由面的质点速度历程,并对回收试件进行了电镜扫描观察．质点自由面速度历程曲线表明,氧化铝陶瓷材料中存在破坏阵面的传播．考察了破坏阵面的传播特性,给出了陶瓷材料的动态破坏模型,并对破坏阵面的传播进行了数值分析．

汽车前副车架脱落设计

为解决车辆短前悬在正面碰撞中能量吸收不足导致整车加速度波形增高,对乘员的伤害增大的问题,对汽车前副车架脱落设计进行研究分析,包含零部件试验设计和CAE模拟分析及系统级试验验证。实现了副车架在碰撞中的脱落,碰撞能量得到释放,动力总成可以下沉,增加了机舱的变形吸能空间。为碰撞加速度波形的控制提供了一种新的方法,同时也为新车型被动安全性能的开发提供了一种新的思路。

汽车与行人碰撞的动力学响应仿真研究

行人保护是汽车安全研究领域的重要问题之一。该文旨在研究真实事故中汽车前碰撞行人的动态响应。基于这一点 ,使用了一个经过验证的行人数学模型 ,模拟真实碰撞事故中行人的动态响应。文中对行人模型的运动学响应以及真实事故记录进行了比较 ,并且计算了头、胸、骨盆、下肢等人体各部分与损伤相关的参数。基于模拟研究的结果 。

驾驶员侧50%假人约束系统配置5%女性假人伤害研究

在L车型开发后,进行了3次正面碰撞试验,对基于50%假人开发的约束系统对5%假人的保护效果进行了研究。3次正面碰撞试验分别为驾驶员侧分别为50%假人和5%假人,安全气囊和安全带预紧功能正常起爆;驾驶员侧为5%假人,但安全气囊和预紧功能不起爆。研究结果表明,基于50%假人开发的约束系统,对5%假人的头部和胸部依然具有较好的保护作用,但对5%假人的颈部伤害较重,可通过对安全气囊分级起爆、调整拉带设计等方法进行优化;安全气囊不起爆方法不可取。

客车正面碰撞安全性仿真分析

根据所建立的客车有限元模型,进行其正面碰撞仿真分析。针对客车前部吸能区短、发生正面碰撞时吸能效果差的特点,提出在客车前部增加吸能模块的设计方案。仿真结果表明,前部吸能模块能吸收大部分碰撞能量,使整车的耐撞性能提高,使乘员的损伤风险降低,表明所提出的改进方案是有效的。

基于车人碰撞事故重建的行人头部动力学响应

目的研究行人交通事故中,不同碰撞速度、不同车型及行人不同受撞击部位与行人头部损伤严重度的关系。方法通过MADYMO多刚体动力学软件对一起有视频的行人交通事故进行事故重建,获得初始和边界条件,然后通过获得的边界和初始条件进行不同车速(20、30、40、50、60 km/h)、不同车型(轿车、SUV型车、面包车)、行人不同受撞击部位(正面、侧面、背面)的模拟碰撞实验,对模拟碰撞实验中行人头部损伤情况进行分析,并利用两例真实行人交通事故对部分结果进行验证。结果不仅车辆碰撞速度、车辆前置结构影响行人头部损伤严重度,行人受撞击部位也是影响行人头部损伤严重度的重要原因。在碰撞速度≤30 km/h时,行人与地面接触造成的损伤可能比与车辆造成的损伤严重;碰撞速度≥40 km/h时,行人头部损伤主要是与车辆接触所致。结论利用监控录像能比较准确地开展行人交通事故重建,从而对行人动力学响应进行分析。在行人交通事故频发路段,对不同车型进行不同限速,能有效减小行人头部损伤的严重程度。

商用车正面碰撞试验研究与改进设计分析

按欧洲法规ECE R29正面摆锤撞击试验对某商用车进行出口认证,出现驾驶室前悬置支架断裂、转向机构向上和向后移动、驾驶室严重压溃变形等问题,进行了CAE优化设计和结构研究分析,采取合理有效的改进措施,使得最终优化方案通过了实车验证试验。介绍了现行ECE R29-02的修订案ECE R29-03,后者加大了正面撞击能量,对驾驶室强度和刚度提出了更严格的要求,为我国商用车新产品研发和出口提供了最佳设计指导和国际法规引领作用。

热成型钢板在汽车前横梁上的应用

通过对原有车型前横梁结构进行分析和研究,得出基于目前车型结构,存在两种更改方案。针对双层板和单层板两种设计更改方案,分别采用了两种材料对前横梁进行相应的结构设计,然后再对其进行整车碰撞性能测试、CAE分析。结果表明,采用热成型钢板BTR165设计的前横梁单板结构,相对普通板材B340/590设计的前横梁双层板结构,不仅可以提高整车的碰撞安全性能,而且可以降低汽车的自重,因而具有重要的现实应用意义。