新型纵向卧铺结构被动安全性仿真分析与评估

新型纵向卧铺采用中央通道设计且两侧布置卧铺单元,具有相对独立的上、下层纵向单元使乘员与车辆运行方向保持一致。碰撞事故中,与横向卧铺中乘员姿态和接触响应相比,纵向卧铺将反映结构不同的被动安全防护性能。依据拟人仿真试验为核心的旅客界面结构被动安全评估方法,分析了纵向卧铺在旅客界面结构设计中的特点,建立了带有假人的纵向卧铺单元碰撞场景及有限元模型,以标准载荷为边界条件实现碰撞过程的仿真计算。分析了假人姿态响应及损伤指标评估结构对乘员的被动安全防护能力并对比了25T型列车横向卧铺结构。结果表明:纵向卧铺碰撞场景中,正向载荷下假人损伤指标超过标准限值(头部HIC15值为626、颈部Nij值为2.5);反向载荷下,假人腿部股骨最大轴向压力(6.4 kN)超过标准限值;由于结构设计的根本性改变,假人在纵向和横向卧铺结构中均不能完全避免碰撞损伤且损伤位置、数量和程度不同,而纵向卧铺结构一定程度上约束乘员的"自由运动",有利于降低乘员二次碰撞的损伤风险。     

国产碰撞假人的设计与分析

基于人体力学和有限元分析法,针对95%国产碰撞假人设计中的关键性问题进行了设计和分析,完成了95%国产碰撞假人的研制.标定结果表明,在95%中国成人人体参数的基础上灵活运用有限元分析方法能够实现碰撞假人力学结构的仿真性,力学性能的相似性并改善碰撞假人的动态响应,提高了假人设计效率,缩短了假人的开发周期.     

基于碰撞胸压标定试验的仿真假人材料参数优选法

基于实车碰撞试验建立了新型仿真有限元假人模型,并提出了相应的参数优化方法。为了提高假人仿真效果与实车试验结果的一致性,需要对假人主要结构材料参数进行调整。首先,提出了参数优选方案,选择出可以显著影响仿真结构的重要参数。然后,采用优化方法得到与实车试验结果近似的有限元假人修正模型。最后,本文以新型仿真有限元假人模型正碰胸压试验为例,对假人胸部相关材料参数按照参数优选法进行筛选,并用优化方法修改结构参数,从而保证仿真假人胸压峰值和回弹率等几个关键指标与实车碰撞下的假人实测数据较为一致。本文所提方法可以用于完善新型仿真有限元假人模型,以满足整车碰撞仿真的需要。     

地铁列车碰撞非线性动力学特性分析

基于现有的多自由度非线性动力学振动模型,通过MATLAB数值模拟方法,研究了在不同碰撞速度下,六车编组列车的连挂冲击特性.结果表明:车辆连挂碰撞时,随着碰撞速度的增加,距离碰撞分界面越近,缓冲器阻尼消耗的能量、缓冲器最大行程增大率越大;不同位置的车辆可以配置不同容量的缓冲器.     

基于HyperWorks和LS-DYNA的客车碰撞仿真分析

针对大客车在行驶过程中出现的安全隐患问题,本研究以6120型号客车为例,通过Creo建立客车三维模型,导入HyperWorks进行网格划分,同时基于HyperWorks和LS-DYNA仿真碰撞软件,对大客车正面碰撞过程进行模拟计算,并分析客车在碰撞过程中的加速度、速度、变形及能量和质量变化。仿真结果表明,客车碰撞时间持续0.07s,在此期间,客车最大加速度为-47.6m/s2;客车速度随时间变化,在0.016~0.049s内,客车速度变化加快,之后变化平稳;客车在接触刚性墙0.002s时开始发生变形,在0.049s时变形达到最大值;系统动能逐渐转换为系统内能,各能量变化平稳,没有出现突然变化;质量增加占整车质量的0.596%,没有出现较大的质量增加现象,能量和质量变化在允许范围之内,说明了模型的合理性。     

基于行车安全的城市道路路缘石高度设计研究

为完善现城市道路路缘石的相关设计标准,以T型路缘石露出地面的高度取值为研究对象,利用Hyperworks和Ansys/Ls-dyna分别建立了小客车、大客车和不同高度路缘石的有限元仿真模型,并进行了42组车辆碰撞路缘石仿真试验,得到了路缘石高度值的变化对碰撞车辆的运行状态、车速和加速度的影响效果。结果表明:当路缘石高度为30cm、35cm、40cm时,可使碰撞速度为40km/h和50km/h的车辆正常导向,且此时路缘石高度值的变化对车辆的运动状态影响不大,但当速度为60km/h时,存在大客车大角度倾斜和小客车结构破坏的风险;当路缘石高度为10cm和15cm时,仅碰撞速度为40km/h的小客车上跨了15cm高的路缘石,其余碰撞条件下车辆均穿越了路缘石,且车辆穿越后动能降低率为1.18%～18.88%;当路缘石高度为20cm和25cm时,试验中约67%的小客车上跨了路缘石,且此时小客车底盘容易被破坏。     

汽车侧面碰撞胸部安全气囊优化研究

针对我国某款国产车型,基于该车型C-NCAP侧面碰撞试验和胸部气囊零部件试验,建立该车型胸部气囊侧面碰撞MADYMO子模型．分析该车型侧面碰撞试验中胸部存在的问题,结合计算机仿真,对胸部气囊进行了优化改进,并通过零部件试验和台车试验进行验证．试验结果表明,优化后的胸部气囊有效降低了假人胸部的伤害值,提高了侧面碰撞试验中假人胸部的得分．     

基于Madymo的WorldSID与ES2假人性能比较

2015年Euro-NCAP即将使用worldSID假人,为提前了解该假人的各种性能,本文以目前研究使用较广泛的ES2假人为基础,从外形尺寸、内部结构、生物仿真度以及数学仿真四个方面比较了ES2和WorldSID假人的异同之处,WorldSID假人不仅在身高体重上做了相应调整,其内部的构造以及使用的传感器也与ES2假人有很大的区别,因而从侧面台车碰撞仿真结果对比中可以发现两个假人的肩部、胸部、腹部和骨盆的响应曲线表现出不同的趋势与峰值,主要原因在于WorldSID假人的肩部运动影响了假人整体的运动过程．     

车辆前部结构对行人头部伤害影响的仿真分析

通过计算机仿真模型再现了行人与汽车发生碰撞事故的情况。分析了当行人头部与汽车发动机罩上表面发生碰撞时,汽车前部结构参数对相对碰撞速度的影响。结果表明:发动机罩前缘高度对相对碰撞速度有高度显著(α=0.01)影响;保险杠中心高与发动机罩前缘高的交互作用对相对碰撞速度有显著影响(α=0.05);而保险杠中心高、保险杠上下缘高度差、发动机罩倾角以及这些因素的交互作用等对相对碰撞速度几乎没有影响。     

汽车碰撞假人皮肤的制备及其力学性能测试

为制作汽车碰撞假人皮肤,选取线性低密度聚乙烯、聚氯乙烯两种高分子材料为基础材料,以热塑性聚氨酯为共混材料,采用物理共混的方法,通过双转子混炼机加热,配以合适的转速和混炼时间,经压片机制成皮肤薄片。对所制成的上述皮肤样品进行拉伸、冲击强度及邵氏硬度的测试及回归分析,发现其柔韧度随着热塑性聚氨酯含量的不同而不同。因此通过控制热塑性聚氨酯的含量,使得制备出的皮肤可以满足不同级别的碰撞试验对碰撞假人外附皮肤的性能要求。