正面碰撞安全带约束系统开发与试验验证

详细介绍MADYMO安全带及正面碰撞模型的建模流程;并利用此模型,从乘员运动姿态、头胸部伤害响应值和非约束系统效率等方面,对比不同安全带预紧器、限力器模型对乘员的保护效果。计算结果表明,利用预紧器消除安全带的初始松弛量,可显著提高乘员的非约束系统效率,并有效降低人体损伤值;在预紧量相同的情况下,锁扣预紧器的非约束系统效率优于卷收器预紧器;利用限力器可减轻胸部载荷。

正面碰撞安全带约束系统保护效果的研究

为对比在正面碰撞中,不同安全带预紧器及其组合、不同载荷限力器的各限力等级对驾驶员安全性的影响,采用碰撞仿真软件MADYMO建立了某型轿车驾驶员约束系统仿真模型,并经试验验证。仿真结果显示:安装卷收器与带扣双预紧器、带扣预紧器以及卷收器、带扣与锚点三预紧器分别能使驾驶员头部伤害指标HIC36、髋部合成加速度a以及左、右大腿力Fleft、Fright降至最低值360.35、418.03 m/s2、2 018.34 N、1 245.21 N;当未安装预紧器时,HIC36、胸部3 ms合成加速度T3MS、上颈部剪切力(负值)Fx-、上颈部轴向力(正值)Fz+、Fleft、Fright以及a分别到达最大值634.73、401.45 m/s2、739.46 N、1 625.24 N、3 323.43 N、3 102.55 N以及482.76 m/s2;当卷收器载荷限力器的限力等级逐渐减少时,T3MS、Fx-、Fz+以及胸部压缩量Thpc都逐渐降低,但Fright逐渐增大;当锚点载荷限力器的限力等级逐渐减少时,Fleft、Fright、Fx-都呈上升的趋势。上述结果进一步扩展了安全带预紧器与载荷限力器的研究范围,为新型安全带约束系统的研制提供了理论依据。

儿童乘员伤害指标及下潜趋势的影响因素

建立了基于多刚体动力学MADYMO软件的儿童乘员约束系统台车碰撞系统的仿真模型,包括儿童座椅增高垫、成人安全带系统、后排座椅、6岁儿童假人,研究了成人安全带系统的限力器和预紧器的相关参数对儿童乘员碰撞响应和损伤值的影响.结果表明:卷收器预紧器可有效减小儿童乘员伤害值,同时减小儿童乘员的下潜风险;而锚点预紧器会增大儿童乘员的下潜风险,锚点预紧器与安全带单向锁止器配合使用可降低儿童乘员的下潜风险;广泛用于降低成年人碰撞伤害的4.0kN卷收器式限力器在本研究中被证实对于儿童乘员没有明显的保护效果,减小成人安全带限力值可对儿童起到较好保护作用.

汽车安全带预紧限力系统对前排乘员的保护性研究

为了减轻前排乘客在正面碰撞中所受的伤害,对比卷收器、锚点、锁扣在预紧限力方式下的不同组合,采用碰撞仿真软件MADYMO建立了某型轿车副驾驶位的约束系统仿真模型,对碰撞伤害进行评估。同时采用WIC值来综合评价整个约束系统的保护效果。仿真结果显示:预紧限力锚点和预紧限力锁扣相组合的方式对前排乘客的综合伤害指标WIC值最小,为0.279,在这种组合下,其头部伤害指标HIC36、胸部3 ms合成加速度C3ms、胸部压缩量Ccomp以及左右大腿Fleft和Fright值分别为:243.05、24.21 g、25.86 mm、1.03 k N、0.22 k N。对于其他组合,预紧限力卷收器和预紧限力锚点在胸部方面的伤害值会有所改善,预紧限力卷收器和预紧限力锁扣组合在头部方面伤害值表现比较好,而对于单个预紧限力卷收器和三者结合反而效果不是很好。依照上述结果可以进一步对安全带锚点和锁扣详细参数进行细致的研究,为更有效地保护前排乘员安全提供参考。