约束系统参数对THOR假人响应灵敏度研究

应用LS-DYNA模型进行Thor假人约束系统建立和试验验证。基于验证模型选取4个约束系统参数对Thor假人9个响应指标利用响应面分析进行定性分析,进一步采用灵敏度分析法对各个约束系统参数对Thor假人响应值影响进行定量分析。得出头部HIC受气孔直径参数影响最大;颈部My受安全带点火时刻参数影响最大;右上胸部位移和右下胸部位移受安全带限力等级影响最大。

MPDB工况THOR假人优化策略

THOR假人与传统Hybrid假人相比,Thor假人有四个胸压传感器,胸部传感器更为敏感,尤其是右上胸压,假人伤害要比Hybrid假人更大。本文基于某车型仿真与滑车试验,针对影响THOR假人胸压的主要因素进行分析,总结归纳出THOR假人的优化策略。

整车MPDB试验中THOR假人损伤的研究

针对新的MPDB碰撞工况,通过整车试验研究了碰撞强度和车辆质量之间的关系、假人损伤的特点和碰撞强度与安全带限力对THOR假人损伤的影响。结果表明,碰撞强度与车辆质量成负相关关系,THOR假人的损伤与碰撞强度成正相关关系。THOR假人的胸部是损伤风险最高的区域,安全带的限力等级是影响胸部压缩量的关键因素。最后基于试验数据分析计算出为减小THOR假人胸部压缩量所要求的安全带限力等级。

移动渐进变形壁障碰撞中约束系统对THOR假人胸部损伤的影响

以THOR假人为研究对象,分析移动渐进变形壁障(MPDB)碰撞试验中THOR假人的胸部受力情况,设计正交试验,运用极差分析法,得出最优约束系统参数组合,提出MPDB碰撞试验中降低THOR假人胸部压缩量的优化方案,并进行了CAE验证。结果表明,降低安全带限力等级、增大安全气囊排气孔直径和改变安全带高度调节器上导向环(D环)位置可有效降低THOR假人的胸部压缩量。

THOR假人胸部IR-TRACC传感器响应特性研究

本文对THOR与Hybrid Ⅲ假人胸部响应特性进行分析,基于THOR假人胸部标定程序,对比THOR与Hybrid Ⅲ假人在相同摆锤速度工况下的胸部响应,表明THOR假人的胸部IR-TRACC传感器较Hybrid Ⅲ假人胸部传感器响应更灵敏和更迅速,且THOR假人的胸部IR-TRACC传感器受力的作用位置的影响更加明显。选取某SUV车型进行THOR与Hybrid Ⅲ假人的滑台比对试验,THOR假人胸部位移量要大于Hybrid Ⅲ假人,且THOR假人胸部位移响应时刻早于Hybrid Ⅲ假人,表明THOR假人胸部IRTRACC传感器较Hybrid Ⅲ假人胸部响应更灵敏更迅速。

基于LS-DYNA的THOR 50%假人胸部伤害分析

文章运用LS-DYNA有限元仿真分析方法,对2021版中国新车评价规程中移动渐进变形壁障(MPDB)碰撞工况的驾驶员侧THOR 50%假人胸部损伤进行研究。结合本公司某款在研车型约束系统开发工作,通过仿真优化得知除调整安全带参数外,减小气囊展开后与假人胸部重叠区域面积和减小气囊展开后与假人胸部接触区域厚度均可有效降低假人胸部压缩量损伤。结论表明,优化驾驶员安全气囊参数可有效降低胸部压缩量且效果显著,为后续车型被动安全系统设计提供新思路。

基于滑台试验的THOR 5F假人胸部变形特性研究

为了研究THOR 5F假人对约束系统开发带来的影响,分别将THOR 5F假人和HybridⅢ5th假人放置在驾驶员侧、前排乘员侧和后排左侧进行50 km/h滑台试验,对两种假人在3个位置碰撞中胸部变形特性进行了对比。结果表明:THOR 5F假人胸部4个变形量测量传感器,带扣侧下方位置测量值最大,THOR 5F假人胸部最大变形量是同等试验条件下HybridⅢ5th假人胸部压缩变形量的2.4倍,且该胸部位置在假人向前平动过程中存在刚度,该胸部刚度约为100 k N/m。研究结果为THOR 5F假人胸部评价指标的制定及约束系统开发提供了参考。

AEB制动对THOR 50^(th)假人乘坐姿态影响

为了获得在制动紧急系统(AEB)系统作用下THOR 50^(th)假人姿态变化特征,论述了车辆AEB系统在前车静止(CCRs)、前车慢行(CCRm)和前车制动(CCRb)3种测试工况试验方法并获取了AEB系统近似梯形的典型制动波形,采用二项式拟合方法构建了典型波形,分析了THOR 50^(th)假人坐姿离位特征。结果表明:当初始速度低于40 km/h时,相同初始速度下,减速度越大,THOR 50^(th)假人头部和胸部前倾量越大;在相同制动加速度下,初始车速增大,假人头部和胸部位移增大;在初始速度为40 km/h时,AEB紧急制动造成头部和胸部离位程度最大。

气袋缝制角度对Thor假人头部和胸部损伤的影响

以不同拉带长度的DAB(Driver Airbag,驾驶员侧气囊)为研究对象,基于C-NACP(China-New Car Assessment Programme,中国新车评价规程)新增的MPDB(Mobile Progressive Deformable Barrier,移动渐进变形壁障)测试工况,分析有无涂层织物缝制而成的气囊的透气性能、变形性能,以及两性能之间的相互影响;探讨DAB气袋上下布片的不同缝制角度对Thor假人胸部损伤的影响;最后采用滑车试验对所得结论进行验证。研究结果表明:针对上布片缝制角度,采用90°比45°可以使DAB气袋拥有更好的透气性能和更小的充胀高度;在MPDB工况下,采用90°缝制的DAB使Thor假人右上胸部的压缩量降低,同时其对头部伤害较小。

基于MPDB前排乘员调节的Thor与Hybrid-Ⅲ50%假人姿态差异对比

欧洲CNCAP确定2020年更改正面碰撞用假人,把目前广泛使用的Hybrid Ⅲ50%假人更改为50%的Thor假人。Thor假人更接近真人的损伤机理,在未来的正面碰撞中,使用Thor假人是一种趋势。本文基于Euro-NCAP中的移动可变形壁障偏置碰撞试验(简称MPDB)试验工况条件下,对比了Thor假人与Hybrid-Ⅲ50%假人的头部、颈部、骨盆以及膝盖等部位的坐标,从而对比Thor假人与Hybrid-Ⅲ50%假人的姿态。通过Thor假人与Hybrid-Ⅲ50%假人空间位置的对比,为试验工程师做整车碰撞试验提供了参考依据。

C-NCAP中THOR 50th假人头部气囊触底评价方法探讨

探讨了2021版中国新车评价规程(C-NCAP)中THOR 50th假人头部气囊触底评价方法;分析了对假人头部加速度、上颈部力、钢索拉力、面部力之间的关系。借助THOR 50th假人面部标定试验台,用不同速度的摆锤,透过气球,撞击假人头部,进行了2次气囊触底模拟试验。结果表明:THOR 50th假人头部和颈部传感器坐标系差异可以忽略;假人头部外力加速度发生突变与钢索作用无关;面部力有突变为气囊发生触底所致。因而,可以先通过头部加速度、头部质量和上颈部力计算所得头部外力加速度,来初步判断气囊触底,再通过对应时刻面部力是否有突变来确认。

假人与人体模型在AEB作用下的驾驶员离位响应对比

为研究假人与人体模型在不同制动强度下驾驶员离位响应差异性,进行假人与人体模型的仿真实验。构建人体乘员约束测试装置(THOR)假人和人体安全模型(THUMS)的驾驶员约束系统模型,将MADYMO的主动人体模型(AHM)与LS-DYNA有限元约束系统耦合构建AHM模型的驾驶员约束系统模型,提取假人与人体模型头部、肩部、胸部及膝部的位移―时间历程曲线,并开展假人与人体模型离位差异性分析和不同安全带约束下驾驶员离位分析。结果表明:参考志愿者实验数据,3个模型离位都在志愿者响应通道范围内,人体模型AHM和THUMS具有更高的离位运动生物逼真度;相较于标准安全带,主动预紧安全带能够有效降低驾驶员在自动紧急制动(AEB)工况下离位响应。

安全带织物宽度对乘员保护效果的影响

文章讲述了安全带织物宽度对乘员保护效果的影响。通过使用特殊编织方法,可以在碰撞事故发生时,使安全带在拉伸过程中变宽,增大和乘员的接触面积。通过仿真调整织带宽度,验证对假人主要伤害指标的影响,评价设计思路实际保护效果,为安全带实现更好的约束效果提供参考。研究基于仿真软件的THOR假人进行分析,对不同位置的肋骨位移进行了考察,结果显示织带变宽对假人伤害指标有空间位置上的分摊作用,对胸部变形量有一定的改善。

基于加速滑台的主被动融合试验方法研究

为了研究基于加速滑台进行主被动融合试验的可行性,在8.0 m/s^(2)制动加速度条件下,针对第50百分位THOR假人进行了仿真和滑台试验,对自动紧急制动(AEB)系统作用后发生的正面高速碰撞工况进行了加速和减速仿真。结果表明,AEB系统制动下乘员离位过程具有波动性,最大离位量发生在第300 ms前,第400 ms后的波动幅度较小;在加速滑台仿真条件下,400 ms后,安全气囊对头部的保护作用、假人胸部刚度表现与减速试验结果更加接近。由此可知,在AEB的仿真时间缩减后不少于300 ms的条件下,主被动融合试验可以通过缩减AEB时间在加速滑台上进行。