汽车侧面碰撞安全性能计算机仿真与研究

浙江大学机能学院硕士学位论文汽车侧面碰撞安全性能计算机仿真与研究姓名：王昆鹏申请学位级别：硕士专业：车辆工程指导教师：俞小莉20080501汽车侧面碰撞安全性能计算机仿真与研究作者：王昆鹏学位授予单位：浙江大学机能学院相似文献(7条)1.学位论文邵晓科移动变形壁障模型建立及汽车侧面耐撞性研究2007我国城市道路的交叉路口以平面交叉为主，机动车、非机动车混合交通现象严重，从而交通事故类型中汽车侧面碰撞的事故发生率最高。以2000年我国发生的交通事故为例，正面碰撞事故占20.8﹪，而侧面碰撞事故占34.4﹪。从伤亡情况看，正面碰撞造成的伤亡人数占26.9﹪，而侧面碰撞占32.3﹪。可见研究汽车侧面碰撞对改善交通安全至关重要。对轿车而言，由于其侧面的强度相对较弱，发生碰撞时变形空间较小，对乘员的伤害较其它类型的碰撞要严重。因此，为减少汽车侧面碰撞对乘员的伤害，汽车侧面碰撞安全性的研究已成为汽车被动安全研究的一个热点。本文在深入了解大变形非线性有限元理论、大变形弹塑性力学理论和接触界面处理方法的基础上，对汽车碰撞仿真基本理论进行了分析。建立了某轿车车体主要零部件的数学模型，方法是使用FARO三坐标测量仪获取轿车车体各零部件点云数据，在CATLIA软件中建立轿车CAD模型，然后利用HyperMesh对车体CAD模型进行网格划分，再在PAM-CRASH软件中建立用于碰撞数值模拟的计算模型。按照EEVC标准建立了移动变形壁障的几何、材料和力学模型。按照ECER95法规对轿车车体总成进行了侧撞仿真分析，并与相似车型的实车碰撞试验数据进行比较，验证了仿真方法的可行性。充分考虑生产状态、工艺条件、改进难度、实施难度等因素，对车体结构提出了比较优化的改进方案，并对改进方案进行了二次仿真，结果显示车体加速度曲线和能量曲线都有所改善，提高了车体侧面抗撞性能。本文利用CAE方法对某轿车的车体侧面抗撞性进行了仿真研究，为汽车侧面碰撞安全性研究提供了一条有效可行的研究途径。进行车体侧面抗撞性分析和改进可以完善国内现有的汽车被动安全性研究方法，可以为改进设计提供理论依据，降低改进设计的风险和费用，提高改进设计的可信度，还可以作为实车试验的相互验证手段，缩短被动安全试验的周期。此外，本文所提供的方法和数据对其它同类车型的侧面抗撞性分析亦具有借鉴意义。2.期刊论文游国忠.陈晓东.程勇.朱西产.苏清祖.YOUGuo-zhong.CHENXiao-dong.CHENGYong.ZHUXi-chan.SUQing-zu汽车侧面碰撞有限元仿真建模-江苏大学学报（自然科学版）2005,26(6)整车碰撞仿真是汽车被动安全性研究的关键技术和有效方法.应用美国ETA/VPG及LS-DYNA软件,按照欧洲侧面碰撞法规ECER95,对国产某轿车汽车侧面碰撞车身抗撞性能进行了计算机仿真分析.文中介绍了整车有限元建模及侧面碰撞仿真的方法及经验,分析了材料与焊点的模拟方式、时间步长、刚体、自接触的定义等对计算结果有影响的建模因素,并将模拟计算结果与实际碰撞结果进行对比.通过仿真和试验结果的比较,车身变形、加速度波形以及车体的运动基本一致,从而验证了文中汽车侧面碰撞仿真的建模方法,为进一步研究侧面碰撞人体伤害以及车身侧面抗撞性能的改进奠定了基础.3.会议论文金鑫.张金换.黄世霖汽车侧面碰撞试验条件的探讨2002随着我国汽车被动安全性研究的发展,汽车侧面碰撞法规即将颁布实施.本文通过对欧美侧面碰撞法规的对比,探讨了制定侧撞法规时应注意的一些试验参数的确定.重点介绍了移动可变形壁障(MDB)参数设计的一般原则和方法,以及侧面碰撞试验用假人研究的发展.最后提出了在我国开展汽车侧面碰撞安全性研究时宜采用的方法.4.学位论文王玉琴车身侧面刚性对汽车侧碰过程中乘员损伤的影响研究2006正碰、侧碰、追尾、翻滚是交通事故中的常见碰撞形式。汽车侧面碰撞事故约占事故总数的30％，仅次于正面碰撞，而在造成死亡和重伤的事故中，侧碰事故约占35％。在我国，由于城市道路交通路口以平面交叉形式为主，侧面碰撞事故发生概率最高，致伤率居第一位，而致死率仅次于正面碰撞。因此，汽车侧面碰撞安全性的研究成为汽车被动安全性研究的一项重要内容。汽车的侧面碰撞可分为“一次碰撞”和“二次碰撞”两个过程，“二次碰撞”是造成人体损伤的直接原因，但“一次碰撞”在很大程度上决定了“二次碰撞”的剧烈程度，因此“一次碰撞”对人体损伤有很大影响。如果提高汽车的侧面刚性不会导致乘员在“一次碰撞”过程中受到过大伤害，则尽量提高汽车的侧面刚性是改善汽车侧面碰撞安全性的有效措施。对“一次碰撞”过程中汽车侧面刚性的研究，是希望在一定程度上起到抛砖引玉的作用，从而建立侧面碰撞研究的新领域，拓宽侧面碰撞概念设计阶段的思路，更好地保障汽车的侧面碰撞安全性。这对侧面碰撞安全性的后续研究具有较大的参考价值以及较广的延伸价值。本文在对汽车的侧面碰撞安全性进行大量文献阅读和研究的基础上，按照欧洲ECER95侧面碰撞乘员保护法规的要求，应用多刚体动力学软件MADYMO6.2.1，建立了汽车的侧面碰撞仿真模型，研究了汽车的侧面刚性对乘员损伤的影响，结果表明在“一次碰撞”中，在一定范围内汽车侧面刚性越大，越有利于汽车和乘员的保护，在“一次碰撞”过程中人体损伤最严重的部位是骨盆。通过定义各刚体、铰链、接触类型以及接触特性，对该模型进行子结构细化工作，研究了加强汽车侧面安全性的若干改进措施，并进行了一个特例分析，即在此模型的车门内外板之间安装了车门防撞杆，分析了当车门防撞杆安装在不同位置时对乘员损伤的影响，结果表明防撞杆位于车门装饰条的高度时，对乘员的损伤较小。本文还进行了一组侧面碰撞试验，通过试验和仿真结果的对比，分析汽车的侧面刚性对乘员损伤的影响，研究表明试验和仿真结果是一致的，从而证明了仿真模型的有效性以及仿真结果的正确性。5.学位论文张继伟轿车车门侧面碰撞性能仿真研究2007随着我国汽车保有量的激增，道路交通事故已成为一大社会问题。从而汽车被动安全性问题已成为人们研究的热点。而在汽车被动安全领域，仿真模拟占了相当重要的一部分，其节约了开发时间和成本。2006年7月，我国政府出台了侧面碰撞方面的安全法规，推动了侧面碰撞方面的研究。在侧面碰撞法规中对侧门强度有着明确的要求，再者车门作为车身的一个主要部件对汽车的侧面碰撞安全性有着重要的影响。本文将车门从整车模型中独立出来进行侧面碰撞的研究，以获得侧面碰撞仿真方面的经验，为汽车侧面碰撞的研究拓展思路。本文以非线性有限元理论为基础，进行了金属的材料性能实验，得到了仿真所需要的材料模型。通过使用LS-DYNA软件对材料性能实验过程的模拟，对仿真的一些影响因素进行了研究，得到了非线性有限元分析的一种建模方法，初步探讨了非线性有限元建模和模拟计算过程中控制参数选择等问题。然后针对某款轿车车门，运用有限元前处理软件HYPERWORKS建立了车门的有限元模型，进行了车门结构性能分析，并参照相应法规对其进行了侧面碰撞的模拟分析。为整车侧面碰撞性能的仿真研究提供了经验。6.学位论文胡丽娟汽车侧面碰撞及乘员保护安全性研究2007现如今，随着汽车保有量的迅速增长，随之而来地交通事故数量及其造成的人员伤亡数量也呈上升趋势。为提高汽车被动安全性能，减少乘员伤亡，在汽车开发阶段必须研究汽车结构的耐撞性和在碰撞中对乘员的保护作用。虽然汽车碰撞试验对车型以及被动保护装置的最终认证和鉴定必不可少，但其需要花费大量的人力、物力和财力，即便如此，得到的结果也不一定理想。国外相关研究表明，对含假人的汽车侧面碰撞过程进行计算机模拟，不仅能预测汽车结构本身的耐撞性能，同时还能较准确的预测侧面碰撞过程中乘员的响应与伤害程度，能在车辆开发进程中较好的预测其被动安全性能，加快新车型开发速度。在很大程度上提高我国汽车产品的侧面碰撞安全性能，这对改善我国道路交通安全具有重大意义。本文针对某型轿车首先基于逆向工程技术，使甩FARO坐标测量仪获取轿车车身点云数据，在cATIA软件中建立轿车CAD模型，在PAM-CRASH/SAFE软件中建立用于侧面碰撞数值模拟的有限元模型，按照ECER95法规的有关规定对仿真过程参数进行设置与控制，完成汽车侧面碰撞仿真试验。通过对仿真试验和实车碰撞试验结果的比较分析，得出仿真试验结果与实车试验结果基本一致。证明了汽车侧面碰撞试验仿真模型的正确性。在侧面碰撞仿真模型具有较高可靠性的基础上，对整车模型进行改进，一是通过加装侧面防撞杆对侧面车门结构进行改进，并对改进前后的仿真结果进行了对比分析。二是作为探讨，开发了以模拟为基础的侧面气囊，并与原车约束系统进行了匹配，提高了原车约束系统的保护性能，同时可以为概念设计阶段的气囊丌发提供基础的设计参数。通过对比可以看出，两种方法均能有效的缓和碰撞接触时对乘员的冲击，从而增强了对乘员的保护作用，改善了汽车的侧面碰撞安全性。7.学位论文周全微型客车车门侧面碰撞有限元分析与研究2009近年来我国汽车数量的增长使汽车交通事故已成为一大社会问题。因此汽车被动安全性逐渐成为人们研究的热点。2006年7月，我国出台了车辆侧面碰撞方面的安全法规，由此推动了车辆侧面碰撞方面的研究工作。在车辆侧面碰撞法规中对侧门强度有着十分明确的要求，车门作为车身的主要部件对汽车的侧面碰撞安全性有着重要的影响。本文将某微型客车前侧门从整车模型中独立出来进行侧面碰撞的有限元分析，以获得该车门侧面碰撞仿真方面的经验，为汽车侧面碰撞的研究拓展思路。本文基于非线性有限元理论，通过使用LS—DYNA对车门材料性能进行了分析，对车门侧面碰撞有限元分析的一些影响因素进行了讨论，从而制定了一种非线性有限元分析的建模方法，初步探讨了非线性有限元建模和模拟计算过程中控制参数选择等问题。然后针对某款微型客车前侧门，运用有限元前处理软件HYPERMESH建立了车门的有限元模型，并进行了车门结构性能分析。随后参照相应法规运用LS—DYNA软件对车门有限元模型进行了不同部位的侧面碰撞模拟分析。分析了车门各部件的吸能、车门的变形、碰撞力、圆柱碰撞减速度、车门质心加速度等有关抗撞性能因素在碰撞过程中的变化情况。为整车侧面碰撞性能的仿真研究提供了经验。本文链接：下载时间：2009年12月29日