車輛翻滾仿真技術(shù)與應(yīng)用研究.pdf

1、隨著汽車保有量的增長,道路交通事故己經(jīng)成為世界性的一大社會問題。最近的交通事故統(tǒng)計表明:雖然汽車翻滾引起的交通事故比例低于正面碰撞、側(cè)面碰撞,但其死亡率、致傷率則相當高。汽車車頂以及側(cè)面是車體中強度較薄弱的部位,在翻滾過程中,該區(qū)域緩沖吸能性能差,同時車頂容易發(fā)生大變形,乘員面臨的損傷風險很高。因此,開展汽車動態(tài)翻滾安全性研究,對于提高我國汽車產(chǎn)品的被動安全性具有重要意義。本文借助于計算機仿真手段,首先對汽車翻滾試驗通用Hybrid I

2、II-50th男性可變形假人進行了標定以使其具有良好的生物擬合特性;其次建立了乘員約束系統(tǒng)有限元模型并進行了運動仿真以驗證約束系統(tǒng)的有效性。在此基礎(chǔ)上,建立了國內(nèi)某轎車的整車(包括乘員約束系統(tǒng))有限元模型,同時參照法規(guī)建立了平臺車有限元模型。隨后進行了該車的動態(tài)翻滾仿真,針對轎車與乘員的運動軌跡、車頂變形、人體損傷及約束系統(tǒng)約束效能等四方面進行了仿真結(jié)果的評價;在仿真結(jié)果的基礎(chǔ)上,提出了3H車身改進方案并進行了數(shù)值仿真計算,就車頂變形與

3、人體損傷兩方面,對改進前后仿真結(jié)果進行了比較。所有研究結(jié)果表明:
　?、僬噭討B(tài)翻滾軌跡與實驗資料吻合較好,驗證了仿真結(jié)果的可靠性;
　　②車頂在沖擊地面的過程中出現(xiàn)了大變形,嚴重影響了左前側(cè)乘員的生存空間;
　?、廴梭w頭部加速度、頸部彎曲與伸長(外翻)力矩、胸部壓縮量、膝部沖擊力均符合法規(guī)要求,但頸部壓縮力不符合法規(guī)要求,乘員約束系統(tǒng)約束效能良好;
　?、苓^大的頸部壓縮力主要是由車身結(jié)構(gòu)設(shè)計缺陷所致,需進行車身

4、的耐撞性設(shè)計;
　?、萃ㄟ^3H車身結(jié)構(gòu)改進,車頂大變形明顯減輕,頸部壓縮力明顯減小且達到法規(guī)要求,同時人體其他主要損傷指標也有所減小。
　　本文在模型建立過程中、仿真計算中、結(jié)果數(shù)據(jù)處理中涉及到的關(guān)鍵技術(shù),為日后進一步研究車輛動態(tài)翻滾奠定了基礎(chǔ);在翻滾過程中,乘員在車內(nèi)的運動軌跡為不同時間內(nèi)采用不同的保護措施提供了參考;汽車的翻滾軌跡為日后的防撞性設(shè)計、耐撞性設(shè)計提供了參考;耐撞性設(shè)計思想及其設(shè)計方案等,同樣也可以為汽車被動