台车碰撞试验用机械缓冲吸能装置研究

本文介绍了一种用于台车碰撞试验的机械缓冲吸能装置。通过计算机仿真与试验研究,证明该装置可以满足台车碰撞试验要求。

PG-15型节制杆式台车试验技术研究

本文介绍了节制杆式台车试验系统的工作原理和设计过程。通过模拟吸能器受力和流体运动分析,建立数学建模,推导节制杆的设计数学模型。通过碰撞模拟试验和实车碰撞试验对比,模拟滑车可以再现实车碰撞的动力学过程。

SPH方法在剪切式碰撞能量吸收器中的应用

剪切式碰撞能量吸收器是提高汽车被动安全性的一种实用新型设计。建立了剪切式碰撞能量吸收器数值分析模型,采用SPH方法数值模拟了碰撞吸能器的碰撞过程,研究了其碰撞吸能特性,并通过不同碰撞速度的台车碰撞试验进行了试验验证研究。数值模拟结果同试验结果相符,表明SPH方法在碰撞吸能器性能研究中是行之有效的数值计算方法。同时分析了在碰撞吸能器的复杂碰撞情况下,SPH方法相比有限元法的优势。

多种截面形状薄壁管轴向冲击吸能特性对比研究及优化设计

利用经过台车碰撞试验验证的铝合金薄壁管材料参数对比研究了方形、六边形、八边形和圆形的多种不同截面形状薄壁管在轴向动态冲击下的吸能特性。结合多目标优化算法对吸能特性较好的八边形多胞管进行了参数优化,并提出了一种新的优化设计方案。该方案将多胞管外管、肋板和内管的厚度分别作为优化设计变量,通过与将多胞管取统一厚度作为设计变量的传统方案进行对比发现,采用该方案对八边形多胞管进行优化后明显提高了其在相同压缩力峰值下的能量吸收效率。

儿童乘员约束系统台车碰撞试验设计与研究

为满足GB 27887-2011规定的儿童乘员用约束系统动态性能试验的台车加速度区间要求,提出组合不同长度、壁厚、直径的圆形薄壁吸能管来实现台车碰撞试验波形的方法。采用LS-DYNA软件建立台车和吸能管的有限元模型,并通过该模型获得能复现法规要求的前后碰撞加速度区间的吸能管组合参数,经台车碰撞试验验证其有效性和精确性。对碰撞过程中Q6儿童假人头部和胸部动态响应进行了致伤机理分析,同时基于像素分析法提取了假人头部质心位置的运动轨迹,最后通过分析试验结果,对该新型儿童约束系统提出了改进意见。

台车试验碰撞波形离散性及其对儿童约束系统响应影响的研究

利用主成分分析法对台车试验时儿童乘员约束系统的碰撞波形进行分析,波形的离散性通过5个主成分进行量化。在MADYMO的环境中,以主成分反求的波形曲线作为约束系统的输入,研究了波形离散性对儿童假人头部和胸部响应的影响。结果表明,头部位移对波形的离散不敏感,而头部和胸部加速度的输出值受波形影响较大。本研究提供了一种试验波形离散性的量化方法,可用于儿童约束系统稳健性设计中的仿真。

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。

基于台车试验方法的某微型轿车乘员约束系统改进设计

在试验基础上对某微型轿车无气囊条件下的约束系统进行优化,分析了座椅、转向盘和安全带的动态特性,提出了减小乘员伤害值的改进方案。通过台车试验证明,该微型轿车正面碰撞乘员保护达到中国法规要求,改进方案正确和有效;对于刚性很强的尺寸紧凑型微型轿车,弱化碰撞时头部接触位置的转向盘轮缘,并使用限力式安全带,可以有效降低正面碰撞头部加速度。

可复现正面碰撞三向加速度台车的开发

针对一般台车碰撞试验只能复现实车碰撞中的X向加速度的问题,开发了一种新型正面碰撞台车。该台车可以安装各种试验车型的车身结构,并将轴距和轮距调整到与实车一致。通过改变台车前部的吸能结构布置形式,可以复现不同的碰撞加速度波形。建立了台车碰撞仿真模型,并进行有限元分析,以模拟实车正面刚性壁障碰撞和40%偏置碰撞试验工况,研究了台车质心高度、前部吸能结构参数与布置形式和刚性壁障形式对X,Y和Z三向加速度的影响。仿真结果表明,该台车可以较好地复现实车碰撞X,Y和Z 3个方向的加速度和整车动态特性。利用试制完成的台车进行了正面刚性壁障碰撞试验,结果显示台车碰撞加速度和运动状态与实车基本吻合。

假人主要伤害值对等效双梯形减速度曲线的灵敏度分析

文中利用同时配置气囊和安全带、只配置安全气囊以及只配置安全带的3种不同正碰台车试验的MADYMO数学仿真模型,分析了等效双梯形曲线不同特征参数对假人头部HIC值、胸部3ms累积加速度以及胸部变形量等3种伤害值的影响。

车辆碰撞自动呼救系统触发算法设计

为提高车辆碰撞自动呼救系统的可靠性,基于移动窗原理设计了一种独立于安全气囊系统的碰撞检测算法。该算法对窗宽内的汽车纵向与横向加速度信号进行合成积分,通过比较积分值与设定阈值的大小来确定是否触发紧急呼救。通过实车试验采集某款越野车型在各种典型工况下的车身加速度信号确定了触发算法的阈值。为验证触发算法的可靠性,对自动呼救系统终端进行设计并进行了台车碰撞试验。试验结果表明,所设计的触发算法能够准确检测到碰撞事故发生,自动呼救终端能够准确触发紧急呼救并记录相关碰撞信息。

台车试验中采用等效双梯形减速度曲线的模拟研究

通过对实车碰撞中车体减速度曲线的分析,发现其具有双台阶特征。为此提出了一种从实车正碰试验车体减速度曲线提取出相应的等效双梯形减速度曲线以用于台车试验的方法。台车试验的数学仿真表明,用等效双梯形曲线和相应的实车碰撞减速度曲线分别模拟得到的假人模型各种伤害响应和运动姿态互相很好地吻合。说明在正碰台车试验中完全可以用等效双梯形曲线代替相应的实车正碰减速度曲线进行模拟,可应用于车辆约束系统的开发等工作。

基于Euro NCAP全宽正碰前排女性乘员气囊试验研究

目前,前排女性乘员的乘坐比例渐多,如何有效地保护前排女性乘员的安全是亟待解决的问题。基于欧盟新车评价规程(Euro NCAP)全宽正面碰撞工况中前排第五百分位女性乘员伤害指标,以乘员气囊为研究对象,并分别进行单级普通乘员气囊、拉带式乘员气囊、双级乘员气囊3种方案参数确定,同时进行前排第五百分位女性乘员的约束系统滑车试验,以此研究不同方案乘员气囊对前排女性乘员的安全保护性能。研究表明,单级普通乘员气囊可以通过预缝合线方法有效控制气囊展开顺序并降低女性乘员颈部伤害,拉带式乘员气囊能够有效缓解女性乘员的头部伤害,双级乘员气囊能够有效避免前排女性乘员的胸部伤害风险。通过静态点爆和滑车试验的方法能够有效验证乘员气囊保护性能,为车型项目开发的前排乘员气囊选型提供基础。

Characteristics of New-type Energy Absorber for Vehicle Collision

A new type energy absorber was introduced,which is composed of thousands of thin ring plates with different diameters.Because it can switch the impact to thousands of shearing actions among thin ring plates inside the absorber,the impact energy is decentralized and dissipated gradually,the impact acting time is extended and the peak of acceleration is reduced obviously.Numerical simulations by finite element method (FEM) coupled with smoothed particle hydrodynamics (SPH) method were preformed to predict the energy absorption characteristics.Energy absorption ability with different impact velocities was studied and the effects of thickness and material of ring plates were discussed.The sled crash test was carried out to validate the result of simulations.The new type absorber is effective for collision that impact velocity is lower than 40 km/h.

6XXX铝合金防撞梁总成在动静态载荷下的变形行为

针对6XXX铝合金防撞梁总成,采用准静态拉伸实验、200 s-1动态拉伸实验获得材料的应力-应变曲线,通过数值模拟得到6063-T6和6082-T6合金材料的Swift-Hockett-Sherby硬化模型参数,对6XXX铝合金防撞梁总成的三点静压和13 km·h-1台车碰撞进行数值模拟和实验验证。结果表明:应变速率变化范围为0.001~200 s-1时,6063-T6合金应变率敏感性不明显,6082-T6合金表现出明显的应变率敏感性;基于拉伸试验和数值模拟得到的Swift-Hockett-Sherby硬化模型参数能较精确地表征铝合金的塑性行为;三点静压的支反力-位移曲线和低速碰撞的加速度-时间曲线以及变形行为与仿真预测结果吻合度较高,该方法能够准确地预测6XXX铝合金防撞梁总成在动静态载荷下的变形行为。

正面碰撞中乘员小腿伤害的优化分析

针对某车型正面碰撞滑车试验过程中假人小腿失分问题,基于多次滑车匹配试验数据进行了研究,分析了正面碰撞中假人小腿伤害机理和汽车实际碰撞中假人小腿伤害超标问题。根据试验数据建立了有限元分析模型并对基础滑车试验进行了仿真对标,验证了模型有效性。结合试验数据及仿真结果分析了假人小腿失分原因,并对歇脚板区域进行了结构优化以改进小腿得分,最后通过滑车试验验证了方案可行性。研究结果表明,依据滑车试验数据所建立有限元仿真分析模型可预测假人运动姿态及伤害值;通过优化脚部缓冲垫的结构与材料强度,提高缓冲垫的吸能效果来减小小腿伤害,可达到结构优化目的,从而为改进小腿得分、提高车辆碰撞星级提供了参考。

车辆斜角碰撞中不同百分位假人伤害对比研究

斜角碰撞是交通事故中最常见的碰撞类型之一。然而,目前针对斜角碰撞的研究和标准较少,且保护对象主要以50th假人为主,对5th假人和95th假人的重视程度不足。为完善汽车碰撞安全标准,进一步减少斜角碰撞事故中乘员伤亡,搭建了18°斜角碰撞工况试验平台,建立了3种工况试验方法,并通过15个车型、69次试验数据对比,分析了斜角碰撞中5th假人、50th假人和95th假人各部位的伤害情况。结果表明:50th假人颈部、骨盆和右大腿伤害风险最大,而5th假人的头部和胸部损伤指标比50th假人分别高了12.2%和34.1%,95th假人的左大腿力比50th假人高了456.8%,表明18°斜角碰撞中不同身材的驾驶员均会受到不同程度损伤;本研究为完善汽车安全相关标准提供了数据支撑和技术支持,也对车企优化车型设计具有指导意义。

基于约束系统仿真分析的ODB碰撞台车试验设计

设计了一种偏置可变形壁障碰撞(ODB)台车试验,以有效代替整车偏置碰撞试验。针对某款长安乘用车,用Madymo模拟软件,建立该车型驾驶员侧约束系统的计算机辅助工程(CAE)仿真模型。完成与整车64 km/h的40%ODB试验的对标,模拟了HybridⅢ型50百分位假人在试验中的伤害参数。同时考虑了台车的初始固定偏转角度和台车加速度两个变量,用CAE仿真分析,确定台车车身设置最优方案与整车试验对比。结果表明:对于头部、胸部等关键部位的伤害曲线,该台车试验方法与整车试验相似度大于80%。从而,提供了一种用台车试验代替整车偏置碰撞的新方法。

基于台车后碰撞试验与模拟的铝合金座椅骨架的设计(英文)

为满足节能与环保的需要,汽车轻量化是一个重要解决方案。该文探讨应用镁合金代替钢作为座椅骨架的可行性,以便改善其强度,并保持其低密度和较高吸振能力。进行原型座椅的台车后碰撞实验和 LS-DYNA 的有限元仿真计算,应用Taguchi 方法进行三水平正交数值试验,进行了应力分布、加速度等参数的敏感性分析。通过仿真计算与灵敏度分析,得到了影响应力水平的主要设计变量;得到了一款最佳化的镁合金座椅骨架结构设计。结果表明:与常规钢座椅骨架相比较,使用该方法的质量节省可达40 %。

模拟碰撞滑车在整车安全开发中的作用(英文)

通过减少总体开发费用并节约时间,碰撞滑车能够提高整车开发效率。为了获取完整的实验结果,碰撞模拟系统必须能够在较高的自动化水平上灵活地执行各种类型的试验。IST公司开发了该系统,并在实际应用中验证了其能够模拟碰撞过程中的各种运动,实现了滑车试验与壁障试验之间的额外一致性,使滑车进入了一个广泛的应用领域。