基于提高乘员保护效能的安全气囊折叠方法研究

提出了安全气囊展开特性的优化指标。使用LSDYNA软件建立了不同折叠方式的气囊有限元模型,结合静态点爆试验和图像处理技术,对一种新型气囊在典型折叠方式下的展开特性进行了分析。以模拟计算结果为依据,设计了基于提高乘员保护效能的新折叠方法。经试验验证,新设计的折叠方法具有良好的展开特性。

新型管式气囊的防护性能分析及结构优化

汽车安全气囊乘员约束系统是一种有效的被动安全保护设备,它可有效地降低乘员在碰撞中所承受的减速冲击和二次碰撞力,但气囊在提供乘员保护的同时也可能对乘员尤其是离位乘员造成伤害。因此如何进一步减少副作用、降低成本等问题仍是理论上和工程中需要不断探索的重要课题。对作者发明的管式气囊技术进行进一步研究,通过有限元建模及MADYMO仿真运算软件建立气囊以及假人的虚拟试验模型,采用台车试验和虚拟试验相结合的方法,以台车试验获得的碰撞加速度曲线作为基线,附加上用计算机产生具有相同统计特性的白噪声子样,合成得到虚拟试验所需的碰撞曲线,输入到所建立的有限元模型中进行运算,对管式气囊的静态起爆特性以及在碰撞中对乘员的防护效果进行研究分析,虚拟试验结果表明管式气囊展开过程基本平稳,展开模式可控性强,先展开后膨胀的展开方式避免了传统气囊起爆初期压力突然增大以及后期压力不足的情况,能更好地发挥碰撞过程中对乘员的保护作用。同时针对仿真过程中发现的问题,通过布置拉带的方式对管式气囊的结构进行进一步优化。

基于虚拟试验方法的气囊折叠方式对离位乘员损伤影响的研究

基于MADYMO软件建立了对称折叠和环向折叠安全气囊以及假人碰撞位置的虚拟试验模型。试验结果表明:环向折叠气囊对人体的主要损伤值都小于对称折叠气囊的相应值;试验中测得的所有损伤值都小于损伤评定参考值,并和有关实际试验的结果基本相同。虚拟试验是一种研究气囊折叠方式对离位乘员损伤影响的有效方法。

特种条件下运载工具乘员保护装置管式安全气囊与护颈器仿真计算研究

围绕特种条件下运载工具碰撞中的乘员保护装置开展仿真计算研究。所涉及的特种条件包括地面和水面运载工具的高速复杂碰撞以及航天运载工具着陆时的复杂碰撞条件,同时也包括对乘员保护装置的质量限制、防爆性能要求和环保性能要求等。根据工程实际的需要,对所发明的复合式高性能安全气囊和复合结构护颈器这两项特殊的乘员保护装置进行了仿真建模、仿真分析和参数优化。仿真研究表明所提出的技术方案能在给定的特种碰撞条件下对乘员提供有效的保护。

气袋折叠方式对离位乘员伤害的影响分析

提高安全气袋的乘员保护效能,减少其可能造成的伤害,是汽车被动安全研究的重要内容。使用LS-DYNA软件建立了5种不同折叠方式的气袋有限元模型,结合静态点爆试验结果对气袋有限元模型进行了验证。按照两类离位乘员的典型形式,进行了不同折叠方式气袋对离位乘员伤害的仿真分析,结果表明卷绕式折叠和折入式折叠气袋综合性能优于平面直接折叠气袋。研究结果可为气袋折叠方式优化设计提供指导。

三维图像运动分析在汽车乘员保护中的应用研究

以安全气袋在不同折叠方式下的展开特性规律为研究对象,通过对静态点爆试验的三维图像运动分析获得了典型安全气袋展开的基本规律,并验证了数值模拟计算结论的可靠性,对安全气袋的折叠方式进行了优化设计。经过三维图像运动分析技术对新型折叠方案的分析,表明新设计的折叠方式的各项展开指标均达到了较高的要求,能够有效提高安全气袋的防护效果,减小对离位乘员的伤害。

正面碰撞中轿车前排头枕气囊对后排乘员的保护影响分析

提出了头枕安全气囊的设想:在前排座椅头枕内部增设安全气囊,在正面碰撞中该气囊打开并迅速膨胀,在后排乘员头部与座椅间形成气垫,并吸收碰撞能量,避免头部与前排头枕或靠背发生二次碰撞,从而达到减轻乘员伤害的目的。为此,以某型轿车相关尺寸与性能参数为依据,采用碰撞仿真软件MADYMO建立了后排乘员约束系统仿真模型,并经试验验证。仿真结果表明:相比于普通前排座椅,头枕气囊能够使后排乘员头部伤害值HIC15下降66.4%,颈部枕骨伸张弯矩下降63.9%,而胸部伤害值T3MS仅增加5.5%。

侧面安全气囊对老年乘员损伤防护效率的仿真模拟

为评价轿车在发生侧面碰撞事故时侧面安全气囊展开时对老年乘员损伤的防护效率,采用Hypermesh、LS-DYNA和ls-prepost软件建立仿真模型,研究在车辆发生侧面碰撞事故后汽车有、无侧面可展开的安全气囊和是否正确佩戴安全带的情况下对后排60岁以上的老年乘员头、胸部损伤的动力学响应。结果表明:在车辆发生侧面碰撞时,老年乘员由于骨量流失,更加容易发生骨折,并造成机体内脏的损伤,现有的轿车侧面安全气囊在配合安全带同时使用时虽然能提升乘客损伤的防护效率,但现有的侧面安全气囊并没有考虑到老年乘员这一特殊群体,因此应对侧面安全气囊做适当的改进,采用缓冲性能更好的材料或增大其体积来更好地保护老年乘员。

汽车侧面帘式气囊研究现状及发展趋势

目前,侧面帘式气囊在侧面碰撞和翻滚中的保护作用受到了人们的普遍关注。从交通事故状况入手,结合侧面柱碰撞试验,概述了侧面帘式气囊的研究现状及发展趋势,着重介绍了计算机仿真技术在侧面帘式气囊开发过程中的应用,最后展望了我国侧面帘式气囊的发展前景。