微型电动汽车正面碰撞约束系统匹配研究

目前对微型电动汽车相关研究逐渐增多,但碰撞安全性能方面的研究相对较少。基于国内某款微型电动汽车在进行49 km/h正面碰撞后车内Hybrid Ⅲ 50th男性假人伤害程度较高的问题,对该车约束系统的参数匹配进行优化处理。参考相关规范对驾乘人员的保护要求,以仿真分析结果中的头部伤害指标HIC、头部累积3 ms合成加速度、加权综合损伤数值WIC为研究指标,进行极差分析来综合选取参数及水平值;通过正交试验进行优化设计仿真,最终得出最佳约束系统的最佳参数匹配方式,使得微型电动汽车在发生碰撞事故时驾驶员头部位置的伤害得到降低,同时维持或降低胸部和下肢伤害水平,综合损伤也得到降低。结果表明优化后的该约束系统可达到对驾驶员最优的保护效果。

正面碰撞车身加速度波形简化方法研究

在正面碰撞试验中,车身加速度是影响乘员保护的重要因素,但其曲线高频震荡,很难直接研究其与乘员损伤之间的关系。针对车辆正面碰撞的特点,将车辆在碰撞过程中碰撞力的传递路径分为不同阶段,并依据各阶段的特点,对车身加速度曲线进行参数化建模,找到车身加速度的各特征点。利用有限元模型研究简化前后车身加速度曲线对假人损伤的影响,结果表明,简化曲线与原始曲线的相似度较高,并且假人在2种曲线下的响应基本一致,简化曲线可以代替原始曲线用于车辆碰撞安全性的研究,为进一步研究车身加速度特征点的大小及其出现时刻对乘员各部位损伤影响的关系打下基础。

汽车正面碰撞后排小体位假人伤害研究及优化

提出了一种相应的伤害优化方案,基于C-NACP正面碰撞工况搭建碰撞分析模型,同时通过与正面100%重叠刚性壁障碰撞试验的HybridⅡ5th女性假人试验数据进行对比来验证模型的可靠性。基于对标结果进行优化设计,对比分析不同优化方案对乘员安全性的影响趋势。确定优化方案,即增加碰撞锁止锁舌、线性预紧器配置,增加座椅刚度,调整安全带限力值。与原始方案相比,在碰撞过程中后排女性假人总体得分提升84%。根据C-NCAP星级评定规程,此后排女性假人得分高于94%,成绩优秀,验证了方案的有效性,可为后排小体位假人伤害的优化研究提供参考。

燃料电池汽车氢瓶纵向双绑带固定正面碰撞仿真研究

随着燃料电池汽车的发展和技术积累,燃料电池电动汽车技术导入期已基本完成,燃料电池在我国客车、重卡、叉车等商用车领域已有大范围试点和应用,进入了产业化快速成长阶段。而轿车、SUV、MPV等燃料电池乘用车发展相对较慢,为保证客户安全,燃料电池乘用车各项法规正在持续研讨中,关于车载储氢系统的碰撞安全仅在讨论阶段,尚未正式发布。文章采用仿真软件,针对某国产燃料电池轿车氢瓶采用纵向双绑带固定方式的结构进行了正面碰撞条件下的仿真分析,并针对产生的失效问题进行了改进优化。

某乘用车正面碰撞仿真分析

为准确评价整车正面碰撞过程中的碰撞安全性能,采用CATIA软件建立整车几何模型,导入HyperMesh软件搭建整车有限元模型,结合LS-DYNA软件模拟汽车正面碰撞,并采用HyperMesh软件分析模型可靠性及碰撞过程中整车变形、B柱加速度、各部件变形等。仿真结果表明:整车碰撞期间,增加质量与总质量的比为2.16%,沙漏能与总能量的比为1.02%,整车模型可靠性满足要求;左右两侧B柱最大加速度分别约为42.5 g(g为自由落体加速度)、45.4 g,满足中国新车评价规程中两侧B柱最大加速度不得超过72 g的要求;该车前防撞梁最大变形为178.1 mm,前吸能盒最大变形为315.9 mm,前纵梁最大变形为618.9 mm,该车前部吸能部件具有良好的吸能效果;前围板最大变形为137.8 mm,满足碰撞试验前围板最大变形不超过150 mm的限值要求,可以保护驾驶员及乘客的安全。

智能车辆典型非标准坐姿乘员正面碰撞损伤研究

为探究多样化的乘员离位姿态对乘员碰撞损伤的影响,综合考虑多种乘员典型离位姿态,借助成熟乘员舱模型和假人模型进行了1 800次正面碰撞仿真,结果表明,相对于标准姿态工况,典型离位姿态下的乘员损伤均有一定程度的增加:座椅靠背角度增大会导致乘员头颈部损伤水平提高,而使胸部损伤水平下降;自动紧急制动(AEB)系统制动强度的增大会提高乘员胸部损伤水平而降低头颈部损伤水平;乘员向右偏移工况均比向左偏移工况有更大的头胸部损伤水平。

正面碰撞中乘员下肢损伤优化研究

某车型在开发过程中正面碰撞工况中存在前排乘员侧假人下肢小腿压缩力和膝部盖移量过高问题,通过对试验中假人下肢运动及受力情况进行分析,建立正碰工况有限元约束系统仿真模型与试验结果进行仿真对标,找到假人下肢小腿压缩力和膝盖滑移量过高的主要原因,并且通过改变地毯造型面结构,限制脚部在碰撞过程中的向前运动距离,有效降低了假人下肢小腿轴向压缩力和膝盖滑移量,同时总结出脚部区域地毯面和仪表板腿部接触区域造型要求。

客车正面碰撞安全性仿真分析及结构优化

对某客车原结构的正面碰撞安全性能进行有限元仿真分析。根据仿真结果对原结构前部进行增加吸能盒、增强车架强度等优化设计并进行仿真验证。验证结果显示,该优化设计可有效减少车体结构对驾驶员生存空间的侵入。

正面碰撞双线性近似等效波形参数对胸部损伤的影响研究

为了探究正面碰撞减速度波形参数对假人胸部损伤的影响,采用将减速度波形等效为双线性近似等效波形(BSAW)的方法,利用MADYMO完成正面碰撞仿真。结果表明,在保证车体速度和变形量不变,BSAW曲线在第一阶段斜率较大、末尾峰值较高时所对应的假人损伤较小;在仅保证速度变化相同的情况下,BSAW参数对于胸部X向减速度峰值的影响显著性由大到小依次为一阶段峰值、二阶段峰值、一阶段峰值时刻。

汽车正面碰撞中后排不同坐姿乘员损伤生物力学分析

为了研究后排乘员不同坐姿的正面碰撞损伤生物力学特征,采用有限元仿真分析的研究方法,对THUMS AM50乘员在50 km/h正面碰撞时标准坐姿、左倾15°以及右倾15°这3种坐姿下的损伤生物力学进行了分析。并针对左倾15°坐姿,使用3+2点式安全带以及后排正向安全气囊对乘员进行了碰撞保护策略研究。结果表明:乘员左倾15°坐姿损伤最为严重,为此使用3+2点式安全带能有效减轻乘员头部损伤;使用后排正向安全气囊很大程度上对乘员头部以及胸部起到保护作用,并且对左右倾斜坐姿的乘员也具有好的保护效果。未来需要加强对后排乘员的保护研究,以适应不同的碰撞工况以及复杂多变的乘员坐姿。

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。

正面碰撞中汽车儿童约束系统模型的建立及改进

针对目前儿童座椅常存在因结构设计不合理而导致的保护效果差的问题,基于MADYMO建立了包含台车座椅、某款典型儿童座椅、五点式安全带、P3儿童假人的儿童约束系统模型,根据GB 27887标准进行正面碰撞台车试验,基于试验结果从假人运动轨迹和损伤指标两方面对模型进行了验证。结果表明,建立的儿童约束系统模型能较真实地反映实车碰撞过程,具有较高的准确性。在模型验证的基础上,针对碰撞中座椅上部存在变形量过大的问题,提出了在椅背顶部后侧加装加强板,并将椅背与椅盆连接处位置原有的凹槽贯通的改进方案,对改进后的儿童座椅进行了不同加速度下正面碰撞工况的仿真分析和安全性评估。结果表明,改进方案能在座椅质量不增加的前提下,有效减少椅背的变形量,确保碰撞中座椅结构的完整性和儿童的安全,达到了预期的防护效果。研究结果可为儿童座椅的设计和改进提供支撑和参考。

电动汽车正面碰撞约束系统仿真分析

本文根据电动汽车的正面100%碰撞实车试验模型,通过hypermesh等软件进行约束系统建模仿真,在ls-dyna中计算,hyperview中查看输出结果,根据仿真计算结果与实车试验结果对比判断该约束系统建模仿真的有效性,方便后续利用该仿真模型进行约束系统相关分析及优化,节约实车试验分析及优化时需要消耗的资源。

正面碰撞下电动汽车驾驶员腿部伤害优化

基于2021版C-NCAP (China-New Car Assessment Program),对某款新能源SUV进行正面100%重叠刚性壁障碰撞试验(50FRB),通过50FRB试验提取驾驶员假人的伤害曲线结果显示假人小腿伤害超标。针对这一问题采用Hyperworks和Primer软件搭建该车型约束系统有限元模型,用Ls-Dyna非显性动力学求解器进行运算求解,并将仿真结果与试验结果进行对标。以对标合格的有限元模型为基础,根据分析结果选取优化参数,对安全带限力值,安全带点火时间,假人与座椅发泡之间的摩擦系数,假人与地毯摩擦系数这4个参数采用正交试验设计的方法进行优化,探寻出最优的设计方案。根据优化方案可知,优化后驾驶员假人小腿指数TI (Tibia Index)下降了29.63%,小腿压缩力(Tibia FZ)下降了31.75%。

大客车正面碰撞安全性能分析及结构改进验证

文章采用数值仿真和实车验证方法,对某12m大客车正面碰撞安全性能进行分析研究。根据分析结果对原客车前部结构进行改进设计,主要包括碰撞吸能器、方向盘前向翻转结构及贯通式支撑结构等,并通过设计不同碰撞速度和整车质量,对改进后的车辆进行安全性能验证。仿真结果表明,改进方案可有效减少客车前部结构的变形量,保障驾驶员生存空间不被侵入,降低乘客损伤值;在50 km/h碰撞速度下,驾驶员空间侵入严重,乘客损伤超过标准;在30 km/h碰撞速度下,改进结构能够满足不同载重状态的碰撞安全要求,研究结果对客车被动安全性的提高具有较好的工程应用价值。

正面碰撞后排女性乘员颈部损伤研究及改进方案验证

针对正面碰撞工况中乘用车后排5%女性乘员颈部损伤问题,对乘员颈部损伤与乘员运动及安全带约束之间的关系进行研究,建立颈部损伤机理矩阵分析模型,提出基于安全带力作用的碰撞过程三区间分段分析改进方案,并通过整车试验对比验证了该改进方案的有效性。结果表明,该方案颈部拉伸力F_(z)平均降低32%,颈部伸展力矩M_(ocy)平均降低67%,头部损伤指标HIC_(15)平均降低61%,提高了后排5%女性乘员头颈部的碰撞安全性。

面向轻量化的某车型正面碰撞安全性研究

以某车型白车身为研究对象,通过Hyper Mesh软件建立有限元模型,基于轻量化需求,提出了白车身A柱加强板采用热成形钢PHS1500替代先进高强钢、车身前纵梁使用DP780替代B410LA、前保险杠横梁使用QP980替代QSTE500TM,同时减薄厚度的优化方案。依据《C-NCAP管理规则》,应用LS-DYNA对白车身模型进行50 km/h正面100%重叠刚性墙碰撞分析,结果表明,以传统高强钢材料的正面碰撞分析结果为基准,应用优化方案后,A柱加强板考察点侵入量减小8.9%,防火板腿部考察点侵入量减小15.9%,白车身的正面碰撞安全性能大幅提高,同时质量减轻6.224kg。

正面碰撞中驾驶员头部伤情预测

为了快速预测道路交通事故中乘员的头部损伤风险,求解乘员损伤与影响因素之间的关系,构建一种基于改进鲸鱼算法优化反向传播(MWOA-BP)神经网络的驾驶员侧损伤预测模型。选用微型面包车为研究车型,研究工况为正面碰撞,构建以车辆碰撞初速度、安全带使用情况、安全气囊展开情况为输入,以驾驶员的头部简明伤害等级(AIS)为预测目标的损伤预测模型。训练MWOA-BP预测模型,并与传统的反向传播(BP)神经网络模型进行对比损伤预测效果。结果表明,MWOA-BP预测模型有良好的测试效果,其测试准确率达到90%。结合真实事故,将损伤预测模型进行应用,证明该损伤预测模型可以应用到实际事故中。

基于正面碰撞试验的Q3假人用儿童约束系统研究

为了研究儿童约束系统(Children Restraint System, CRS)在C-NCAP2021版规程中正面100%重叠率碰撞工况下的安全保护性能,本文通过台车和实车碰撞试验,分别研究了五点式正向CRS、前置护体型CRS和五点式后向CRS对Q3儿童假人的保护性能。研究表明,不同类型的CRS由于安装及约束方式不同,在碰撞过程中的动态性能有较大差异,五点式正向CRS对儿童头部颈部损伤较大,前置护体型CRS对于儿童腹部损伤较大,五点式后向CRS受到车辆空间影响较大。希望本研究对我国儿童乘员安全保护研究工作提供参考。

商用车正面碰撞试验研究

商用车正面碰撞试验作为模拟商用车发生追尾事故的试验,在商用车驾驶室安全性研究中具有显著意义。当前的商用车均在往轻量化方向发展,而良好的结构能够使商用车兼顾轻量化与抗冲击性特征。该文对商用车正面碰撞试验进行研究,为其后续的结构优化提供依据。