基于PAM-CRASH的轿车座椅动态特性分析

基于PAM-CRASH软件,以某轿车驾驶员座椅为例,建立座椅骨架、头枕及假头型的有限元模型,讨论座椅头枕和靠背在不同冲击载荷作用条件下,反映在假头型上的加速度特性曲线,讨论座椅头枕软垫材料特性以及座椅靠背刚度对座椅动态特性的影响。

基于正面碰撞的坐垫倾角的选择和约束系统的改进

利用碰撞仿真分析软件MADYMO建立了某轿车驾驶员约束系统正面碰撞模型;利用该模型分析了坐垫倾角的影响。结果表明当坐垫倾角为25°时,对乘员有着较好的保护。对影响HIC值的设计参数进行灵敏度分析,并据此对材料特性和结构尺寸进行修改,改进后的头部损伤指标下降达43.4%。

防撞垫及其在高速公路中的应用

本文介绍了防撞垫系统的原理、分类及其设计思想 ,根据我国高速公路交通安全设施的实际情况 。

可翻转坐垫参数优化代理模型的构建及其比较

针对汽车发生正面碰撞时,后排乘员由于没有安全气囊保护而受到严重伤害的高概率问题,提出用可翻转座椅坐垫保护后排乘员的构想。基于宝腾汽车公司的某A级车,采用非线性有限元软件LS-DYNA建立后排乘员约束系统的仿真模型,对比仿真与实车碰撞试验结果,验证模型的有效性;并在此基础上加入可翻转坐垫,设置坐垫翻转参数。采用Isight软件,通过代理模型方法,建立坐垫翻转参数与乘员伤害指标的数学关系,比较利用响应面法(RSM)和Kriging法所构建的两个代理模型与仿真模型的差值,综合考虑翻转参数对假人伤害指标的影响。结果表明,对于该乘员约束系统,利用Kriging法构建的代理模型有效性较高,各项伤害指标误差均值均低于RSM模型。

高速公路防撞垫计算模型动力响应的研究

为减少防撞垫传统设计过程中对实车碰撞试验和三维数值仿真分析的依赖,将防撞垫简化为多个串联的吸能元件,并将车辆和吸能元件均简化为弹簧-质量单元。采用多自由度弹簧-质量系统模拟车辆正面碰撞防撞垫的过程,最终得到相应的计算模型。以包含两个吸能元件的防撞垫为研究对象,使用显式动力学软件LS-DYNA对计算模型进行数值分析,并验证了计算模型的准确性。在满足国内乘员安全规范的前提下,对防撞垫计算模型的屈服荷载Py、屈服前刚度kd、屈服后刚度kt、形状系数c进行了研究,完成了1.3t的车辆以60km/h速度正面撞击防撞垫工况下,防撞垫计算模型的动力响应分析。

新型公路可导向防撞垫开发研究

针对目前市场上公路防撞垫价格较高的现状,依据薄壁管梁的吸能原理,设计了一种缓冲吸能梁,通过计算机仿真分析研究,确定了单个吸能梁的吸能能力。吸能梁与支撑架组装成防撞垫,该防撞垫具有可导向功能,并且可根据需要调整吸能梁的组数以满足不同的车辆碰撞速度要求,最大程度的保障车内乘员安全,该防撞点与国内外其他同类产品相比,其性价比优势明显。

TB级可导向防撞垫吸能盒拓扑优化设计

为了可导向防撞垫轻量化设计,基于混合元胞自动机的耐撞性拓扑优化方法,对可导向防撞垫吸能盒进行多工况拓扑优化分析,提取了吸能盒拓扑构型。并且利用正交试验设计方法,以车辆多工况碰撞中最大的加速度为考核指标,对矩型截面吸能盒的截面参数进行了优化设计,确定了矩型截面吸能盒的最优参数组合。最后,对正交试验优化前后的防撞垫进行多工况有限元仿真分析,并且将正碰工况下优化后防撞垫与现存防撞垫加速度对比,结果表明通过优化后获得的吸能盒较优化前缓冲性能更优,能更好的保护乘员安全。

基于碰撞安全性的可导向防撞垫设计

针对目前可导向防撞垫的吸能单元在碰撞变形过程中挤压两侧波形板而导致波形板散落造成二次损伤的现状,从而提出了一种"H"型的吸能单元构型。根据我国《公路护栏安全性能评价标准》(JTGB05-01-2013)评价标准,设计了一种满足80 km/h碰撞速度的TA级可导向防撞垫,并通过建立车辆-防撞垫有限元仿真模型结合碰撞仿真试验,对TA级可导向防撞垫的碰撞安全性进行综合分析。结果表明,仿真计算所得车辆运行轨迹没有出现侧翻、攀爬和骑跨等现象,各碰撞工况车体的最大加速度分别为:17.3g、16.5g、14.6g、8.1g,满足碰撞安全性法规的评定标准要求。

超弹性可导向防撞垫设计

基于耐撞性拓扑优化方法以及稳健性设计方法,设计出了一种高等级超弹性可导向防撞垫,可在实现轻量化要求的同时实现可导向防撞垫整体质量最优。以实现能量吸收最大化为优化设计目标,对防撞垫的吸能单元进行耐撞性拓扑优化分析,确定吸能单元的最优传力路径,提取构型清晰的吸能单元;对建立的可导向防撞垫有限元模型进行了碰撞安全性验证。将试验车辆的角度、速度、质量的不确定性作为噪声因子,基于稳健性设计方法,确定了可导向防撞垫吸能单元的最优尺寸。结果表明:耐撞性拓扑优化方法和稳健性设计方法行之有效,TS级超弹性可导向防撞垫能够满足现行评价标准要求。

直升机抗坠毁座椅用智能气囊缓冲器初步研究

抗坠毁座椅是提高直升机安全性的重要措施。本文首次研究了应用于直升机抗坠毁座椅的智能气囊缓冲器,论述了智能气囊缓冲器在直升机上应用的可行性。智能气囊采用了智能材料与结构新概念设计,可提高缓冲器的性能。与其它缓冲器比较,智能气囊能主动控制冲击过载,可使坠撞事故中乘员受到的冲击过载更为平缓,提高缓冲保护的有效性。初步实验结果证实智能气囊缓冲器的原理是正确的。

汽车后排可翻转坐垫在正面高速碰撞中的优化

以某车型为研究对象,建立了后排乘员约束系统的座椅-安全带-假人有限元模型,利用显式动力学软件LSDYNA仿真分析了50km/h正面碰撞中后排女性假人的各伤害指标,实车碰撞试验验证了仿真结果的有效性,在此模型基础上提出坐垫翻转系统,以坐垫翻转角度及起始翻转时刻为优化参数,对50km/h正面碰撞、56km/h与64km/h偏置碰撞等高速碰撞类型中假人的伤害指标进行优化,坐垫翻转系统对不同碰撞形式均可改进乘员伤害指标,并得出各类型碰撞中坐垫翻转参数的最优方案。

新型可导向防撞垫开发

为降低车辆碰撞护栏端部事故严重程度,根据事故形态和国内外相关标准,提出可导向防撞垫的碰撞试验条件与评价标准,采用有限元仿真和碰撞试验相结合的技术手段,开发出一种新型可导向防撞垫结构.结果表明,开发的防撞垫能防护1.5 t的小型车辆以60 km/h速度正面碰撞和100 km/h速度侧面碰撞,车体碰撞方向加速度最大值分别为10.7g和16.1g,车辆姿态良好,对乘员形成安全保护;仿真结果和试验结果一致,误差在10%以内.

基于耐撞性拓扑优化的防撞垫吸能盒稳健性设计

为了提高防撞垫吸能盒的耐撞性,首先,依法规建立正碰,斜碰,偏碰和正侧碰四种工况的车辆-防撞垫有限元模型,运用元胞自动机的耐撞性拓扑优化方法,分别在横向和纵向拉伸约束下对吸能盒进行拓扑优化,优化结果表明:纵向拉伸约束下得到的梁式拓扑构型不同于横向拉伸约束得到的桶式拓扑构型,其中纵向拉伸约束下的梁式拓扑构型耐撞性更优;其次,考虑设计变量不确定因素对耐撞性目标响应的影响,结合田口方法和满意度函数对新型梁式吸能盒进行多目标稳健性优化设计。结果表明,优化后的吸能盒的加速度为106.6 m/s^2,小于200 m/s^2,安全性能良好;比吸能为2.54 kJ/kg,较优化前提高32.8%;总满意度提高30.4%,稳健性显著增强。

新型非导向防撞垫开发

为降低车辆碰撞护栏端部事故严重度,参考国内外相关标准,依据我国交通流特性,提出非导向防撞垫碰撞试验条件与评价标准,采用理论分析和实车碰撞试验相结合的技术手段,开发出一种新型非导向防撞垫.结果表明,开发的防撞垫能够防护1.5t小型车辆60km/h正面碰撞,碰撞后车辆姿态良好,车体重心X,Y,Z三方向加速度最大值分别为18.9g,4.2g,6.1g,防撞垫最大动态变形为1 234mm.非导向防撞垫满足评价标准要求,可弥补护栏端部安全漏洞.

基于极小曲面夹层结构的新型高速公路防撞垫设计研究

针对传统防撞垫结构对车辆造成的碰撞力过大问题,设计了一种基于单周期极小曲面(Singly Periodic Minimal Surface,SPMS)的夹层结构的新型可导向防撞垫。首先,利用Mathematica探究了SPMS隐函数表达式中a、b、c三个参数的改变对结构形式的影响规律。然后,对SPMS结构进行准静态压缩有限元仿真。最后,建立车辆-防撞垫碰撞模型系统,在100 km/h的车速下进行了实车碰撞仿真。研究结果表明:参数a、b的改变会使结构呈现周期性旋转对称变化,参数c的改变会改变SPMS结构亏格的大小,最终确定参数a、b、c的最优值分别为1、0.3、0。通过实车碰撞模拟,与传统防撞垫相比,新型防撞垫在正碰、侧碰工况下,峰值碰撞力分别下降了37.5%和18.8%。该新型防撞垫能够有效降低碰撞力,同时吸收冲击破坏下的巨大能量,具有良好的工程借鉴价值。

一种新型可导向防撞垫的开发与性能研究

为填补国内市场上无满足新评价标准可导向防撞垫的空白,开发了以吸能管与刀具组合的新型吸能构件,利用台车碰撞试验和实车足尺碰撞试验,研究了单个吸能构件的吸能能力,优化了各吸能构件的尺寸并确定其安装位置.加工试验产品并经实车足尺碰撞试验验证其防护能力.试验结果表明,无防撞垫构件侵入车辆乘员舱,车辆碰撞后没有翻车且满足导向驶出框要求,碰撞后车体最大加速度分别为14.03g,12.20g,12.67g,11.49g,说明该新型防撞垫满足防护要求.

“健康住宅”楼板隔声技术探讨

本文结合健康住宅试点工程“浪琴湾”与“北奥”两个项目在提高楼板的撞击声隔声性能的具体工程实践,重点介绍了“浮筑地板隔声技术”的材料选用、构造设计、施工工艺及施工过程应注意的问题。从经济技术上阐明“浮筑地板隔声技术”具备一定推广应用的意义。

试验与仿真相结合对防撞垫进行评价

首先对一款新设计的TS级可导向防撞垫进行正面碰撞仿真模拟,在仿真结果符合碰撞标准后,进行实车碰撞试验,通过试验数据来修正初始碰撞模型.利用修正后的碰撞模型来模拟防撞垫其他三种碰撞,通过试验与仿真综合评价的结果表明该款防撞垫能满足TS级防撞性能要求.

收费站车辆安全防护体系设计与实验研究

针对收费站频发车辆撞击收费亭伤人和撞击水泥岛头侧翻造成严重交通事故的现实,提出了缓冲护栏和单波梁防撞垫等新型安全设施的设计理念,并将单波梁防撞垫、水泥岛头、缓冲护栏和防撞柱合理布局组成了收费站交通安全防护体系。经过实车碰撞实验,验证了产品的可靠性和设计的可行性。

高速公路防撞垫概念模型的优化及控制参数研究

为了更有效的对高速公路防撞垫进行设计,了解碰撞过程中车辆的运动形式和防撞垫的力学性能。该文使用三自由度弹簧质量系统对现有的概念模型进行优化,并使用显式动力学软件LS-DYNA对该系统进行数值模拟。最终得出重为1.3 t的汽车以60 km/h的速度正面撞击防撞垫工况下,影响乘员安全的控制参数为防撞垫概念模型的屈服荷载、屈服前刚度和压缩距离。