应用CPM法模拟折叠气囊

针对新近开发的粒子法(Corpuscular particle method,CPM)进行模拟折叠气囊静态以及动态展开的应用研究,并建立乘员安全分析有限元模型分析实车正碰情况下安全气囊和安全带对乘员的影响。基于CPM法与控制体积法(Control volume,CV)模拟折叠气囊静态展开试验,对比结果表明CPM法能有效模拟气囊内高速气体流动,可简化等效研究气体分子行为,是替代CV法真实有效地模拟气囊膨胀过程的数值分析方法。通过CPM法仿真正碰情况下乘员约束系统中的折叠气囊动态展开,并与实车正碰试验结果对比得出CPM法能较准确地反映实际情况的结论。在此基础上讨论安全带的约束作用后,重点研究CPM法模拟折叠气囊动态展开对在位(In-position,IP)乘员的保护效果:安全气囊对IP乘员头部的保护作用较好,安全带对IP乘员胸部的保护效果更持久,只有安全气囊与安全带联合使用的约束系统对乘员保护作用效果最好。

基于颗粒法的安全气囊仿真及应用分析

基于颗粒法理论对压力容器试验和气囊静态离位摆锤试验进行模拟,验证了颗粒法模拟气囊展开过程的有效性.将颗粒法应用于乘员约束系统中气囊的展开模拟,建立正面碰撞台车有限元模型.通过假人头部响应的仿真与试验对比分析,进一步表明颗粒法能够用于气囊展开过程的准确模拟,为乘员约束系统开发与仿真等工程应用提供可借鉴的方法.

脑外伤血肿膨胀与颅内压增高的有限元模拟分析

利用具有高度解剖学细节的GHBMC有限元头部模型,建立符合患者头部在受到创伤后出现脑血肿的占位效应,并提出一种采用气体分子动力学颗粒法模拟颅脑血肿导致颅内压变化的新思路。通过医学图像软件Mimics得到患者头部血肿几何模型与病变位置,调整已验证的GHBMC成人头部有限元模型,使其符合实际患者头部病变的几何特征,之后采用气体分子动力学颗粒法模拟脑血肿引起的颅内压变化。两组仿真中颅脑侧脑室偏移量分别为4.6和5.6 mm,脑中线偏移量分别为4.3和4.1 mm,颅内压数值分别稳定在(2 680±20)和(2 618±18)Pa。实际患者颅脑侧脑室偏移量分别为4.8和4.9 mm,脑中线偏移量分别为3.7和3.9 mm,颅内压数值分别为2 800和2 666 Pa。仿真数据与实际数据基本吻合,表明采用气体分子动力学颗粒法来模拟分析血肿膨胀与颅内压增高的方法在理论上可行,为进一步临床应用提供理论依据。

安全气囊展开的三种数值模拟方法的对比

在安全气囊实际开发中,利用仿真技术可降试验成本,缩短开发周期。针对控制体积法(CV)、任意Lagrange-Euler法(ALE)和粒子法(CPM)3种模拟方法,该文对比了各自的适用范围和优缺点,给出了各方法的理论模型以及有限元建模方法;结合某车型驾驶员侧折叠气囊,仿真对比了各方法的展开效果、温度、压力分布等主要参数。结果表明:CV法更适用于在位情况下的气囊仿真分析;而ALE法和CPM法可分析离位情况下气囊流场分布,且在气囊展开初期可考虑到气流效应对乘员的影响。该研究结果可为对气囊仿真方法的选择及气囊设计提供参考。

类比方法与光的本性的探索

简要回顾了人类对光的本性的探索历程,介绍了物理学家在研究过程中对类比方法的运用.

基于粒子法的侧气帘静爆的模型仿真

侧气帘(CAB)是提升车辆安全性的重要配置。该文使用Primer软件中的均压法(CV)与粒子法(CPM)两种方法,研究了侧气帘静爆展开过程。根据选择的内饰网格划分﹑侧气帘折叠﹑气囊起爆等方式,搭建了侧气帘静爆仿真模型。用该模型仿真对比了均压法和粒子法的气帘展开过程,分析了这两种方法对导向支架的影响,并对有导向支架和无导向支架两种工况进行了分析。结果表明:粒子法搭建的侧气帘模型的展开过程,比均压法的更加接近于试验真实状态;通过增加侧气帘B柱﹑C柱导向支架,可引导气帘起爆的方向,避免气帘挤入内饰与车身的缝隙中,使侧气帘能够正常顺利地展开。

基于粒子法的汽车侧面安全气囊仿真

侧面碰撞是如今汽车碰撞事故中常见的类型,配备侧气囊可以有效减少乘员在侧面碰撞中受到的伤害。文章利用计算机辅助分析技术,建立侧气囊静态展开仿真模型,分别应用粒子法(CPM法)和控制体积法(CV法)进行侧气囊静态展开模拟,对比试验结果表明:展开过程中,采用CPM方法的侧气囊模型比采用CV法更加接近试验状态,CPM法可以比较精确地模拟气囊的展开过程,更有利于安全气囊开发工作。

织布材料动态透气性试验与仿真对比研究

安全气囊是汽车乘员保护约束系统的一个重要组成模块,其在碰撞展开过程中的刚度变化直接影响人体的伤害。气囊刚度变化与织布材料的透气性的关系,通过对一种气囊织布材料的动态透气性及双轴拉伸和剪切力学性能进行研究测试,并将实验数据转换为LSDYNA程序输入。结合织布力学性能建立了基于粒子法的动态透气性仿真模型,通过试验压力和织布膨胀高度对比验证了材料的力学性能和透气性,为气囊的数值开发及对标工作奠定了基础。

固定污染源可凝结颗粒物测量方法

随着燃煤电厂以及钢铁等非电行业超低排放改造的进行,固定污染源可过滤颗粒物(FPM)排放浓度逐渐降低,可凝结颗粒物(CPM)的排放逐步引起关注.然而目前对CPM的认识不足,尚没有国际统一的标准测量方法.本研究分析了可用于固定源CPM测量的3种方法,包括冷凝法、稀释间接法和稀释直接法,并在燃煤电厂、钢铁焦化厂和钢铁烧结厂等固定源进行了CPM现场测量.结果表明,8个电厂和钢铁厂冷凝法测得的CPM质量浓度均显著高于稀释间接法和稀释直接法测量结果.冷凝法测得的CPM中含有大量的SO24-、Cl-等水溶性离子,其浓度显著高于稀释间接法和稀释直接法测量结果.稀释直接法测量的CPM浓度相对较低.冷凝法测量过程中由于水蒸气过饱和冷凝成水吸收SO2和HCl等易溶于水的气体,进而显著高估了CPM实际排放浓度.稀释间接法能模拟实际大气环境中CPM的形成过程,且不存在冷凝水吸收等问题.