發(fā)布時間：2017-07-18 12:26

  本文關(guān)鍵詞：基于正面小重疊率碰撞的車輛結(jié)構(gòu)仿真分析研究

  更多相關(guān)文章： 小重疊碰撞 侵入量 整車結(jié)構(gòu)安全性 乘員安全性 抗碰性

【摘要】：汽車碰撞安全是車輛安全性測試評價的強制指標,也是保障駕乘人員生命和財產(chǎn)的重要保障。隨著中國汽車保有量的不斷增加,汽車碰撞事故也不斷增加。交通安全事故對我國經(jīng)濟、家庭及財產(chǎn)安全造成了巨大的損害。根據(jù)對交通事故的分析研究,中國新車評價規(guī)程(C.NCAP)出臺了100%正面碰撞測試、40%偏置碰撞測試、側(cè)面碰撞測試及鞭打測試來強制規(guī)范新車上市。近期美國高速公路安全保險協(xié)會(IIHS)根據(jù)最新的事故統(tǒng)計,發(fā)現(xiàn)正面偏置小區(qū)域撞擊導(dǎo)致的死亡率較高,因此提出了嚴苛的小重疊率碰撞測試規(guī)則。在國內(nèi),對小重疊率碰撞的研究相對較少,因此本文根據(jù)小重疊率碰撞規(guī)則對某款帶假人的整車模型進行有限元仿真研究。本文通過Hyperwork修改和改進了小重疊率碰撞整車有限元模型;并且運用Ls.Prepost軟件對駕駛員假人進行定位于調(diào)姿;接著運用Hypermesh建立了小偏置剛性壁障、安全帶及氣囊并與假人整車進行匹配。再者對整車有限元模型進行預(yù)處理、邊界條件控制和輸出控制,最終建立了帶標準假人的轎車小重疊率碰撞模型,后運用LS.dyna有限元仿真軟進行求解。通過對整車小重疊率碰撞仿真結(jié)果,分析碰撞過程中整車的運動狀態(tài)、整車后地板加速度變化情況、前圍板的變形情況、小重疊率碰撞規(guī)定結(jié)構(gòu)點的入侵量、駕駛員頭頸部損傷情況、胸部損傷情況及下肢損傷情況。通過對求解的車身數(shù)據(jù)和假人數(shù)據(jù)進行整理和分析,發(fā)現(xiàn)整車前期吸能不足,導(dǎo)致碰撞后期能量過大,對乘員艙的入侵量大且對駕駛員的下肢侵害的機會高,因此提出整車小重疊率碰撞模型的優(yōu)化方案即對保險杠橫梁進行加厚和改變材料屬性、上邊梁內(nèi)外板進行加厚和改變材料屬性、在門檻下部和橫梁上增加過度梁、前圍板的厚度增加和材料屬性的改變及前縱梁的外側(cè)增加一塊前縱梁側(cè)翼加強板的部分結(jié)構(gòu)優(yōu)化來提高整車的小重疊率碰撞的抗碰性。根據(jù)優(yōu)化上述方案對行整車部分結(jié)構(gòu)的進行優(yōu)化,通過對比優(yōu)化前后的數(shù)據(jù),整車加速度下降、前圍板在碰撞末期的變形量減少、小重疊率碰撞規(guī)定結(jié)構(gòu)點的侵入量的評級有優(yōu)化前的一個優(yōu)秀提到到二個,良好由四個提升到六個,消除了兩個差評級;乘員安全性評級有之前的五個優(yōu)秀提升到六個優(yōu)秀;六個及格全部提升到良好水平,乘員安全性評價指標全達到良好水平,證明了整車結(jié)構(gòu)安全性和乘員安全性有了提升,該優(yōu)化方案的有效性。
【關(guān)鍵詞】：小重疊碰撞 侵入量 整車結(jié)構(gòu)安全性 乘員安全性 抗碰性
【學位授予單位】：重慶交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U467.14
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 緒論11-21
• 1.1 汽車小重疊率碰撞安全性研究背景及意義11-13
• 1.1.1 汽車小重疊率碰撞安全性研究背景11-12
• 1.1.2 汽車小重疊率碰撞安全性研究意義12-13
• 1.2 國內(nèi)外研究及應(yīng)用現(xiàn)狀13-16
• 1.2.1 國外研究及應(yīng)用現(xiàn)狀13-14
• 1.2.2 國內(nèi)研究及應(yīng)用現(xiàn)狀14-16
• 1.3 汽車小重疊率碰撞安全測試及評價方法16-19
• 1.3.1 引言16
• 1.3.2 汽車小重疊率碰撞測試方法16-17
• 1.3.3 汽車小重疊率碰撞評價方法17-19
• 1.4 主要研究方法及內(nèi)容19-21
• 1.4.1 研究方法19-20
• 1.4.2 研究內(nèi)容20-21
• 第二章 汽車碰撞有限元理論21-26
• 2.1 有限元的基本思想21
• 2.2 基本力學模型及方程21-22
• 2.3 顯式有限元軟件積分方法22-23
• 2.4 碰撞仿真中的非線性問題23-25
• 2.4.1 幾何非線性23
• 2.4.2 材料非線性23-24
• 2.4.3 接觸非線性24-25
• 2.5 本章小結(jié)25-26
• 第三章 汽車小重疊率碰撞乘員損傷特征26-32
• 3.1 碰撞生物力學26-28
• 3.1.1 碰撞生物力學介紹26
• 3.1.2 碰撞生物學研究方法26-27
• 3.1.3 假人模型27-28
• 3.2 乘員損傷特征28-31
• 3.2.1 頭部結(jié)構(gòu)和損傷機理28-29
• 3.2.2 頸部結(jié)構(gòu)和損傷機理29-30
• 3.2.3 胸部結(jié)構(gòu)和損傷機理30
• 3.2.4 下肢結(jié)構(gòu)和損傷機理30-31
• 3.3 本章小結(jié)31-32
• 第四章 建立帶前排駕駛?cè)藛T的汽車小重疊率碰撞模型32-49
• 4.1 汽車小重疊率碰撞仿真軟件32-34
• 4.1.1 碰撞仿真前后處理軟件32-33
• 4.1.2 汽車碰撞仿真軟件LS.DYNA33-34
• 4.2 建立整車小重疊碰撞模型34-37
• 4.2.1 整車幾何模型35-37
• 4.2.2 小重疊率碰撞剛性壁障模型建立37
• 4.3 駕駛員約束系統(tǒng)模型建立37-45
• 4.3.1 標準假人定位與調(diào)姿38-40
• 4.3.2 三點式安全帶建模40-43
• 4.3.3 安全氣囊系統(tǒng)建模43-45
• 4.4 模型預(yù)處理45-46
• 4.4.1 模型格式轉(zhuǎn)換45
• 4.4.2 幾何清理45
• 4.4.3 網(wǎng)格劃分與質(zhì)量45-46
• 4.5 邊界條件定義46-47
• 4.5.1 接觸定義46
• 4.5.2 初速度46-47
• 4.6 輸出控制47-48
• 4.6.1 時長與步長47
• 4.6.2 沙漏能47-48
• 4.6.3 輸出文件控制48
• 4.7 本章小結(jié)48-49
• 第五章 汽車小重疊率碰撞安全性分析49-63
• 5.1 整車小重疊率碰撞模型驗證49-50
• 5.2 整車小重疊率碰撞安全性研究50-57
• 5.2.1 碰撞過程分析50-52
• 5.2.2 左側(cè)后地板加速度分析52-53
• 5.2.3 前圍板分析53-54
• 5.2.4 小重疊率碰撞規(guī)定結(jié)構(gòu)點的侵入量分析54-57
• 5.3 整車小重疊率碰撞駕駛員損傷研究57-62
• 5.3.1 頭頸部損傷特性研究57-59
• 5.3.2 胸部損傷特性研究59-60
• 5.3.3 下肢損傷特性研究60-62
• 5.4 本章小結(jié)62-63
• 第六章 汽車小重疊率碰撞安全性改進方案及評價63-75
• 6.1 引言63
• 6.2 車身結(jié)構(gòu)改進方案63-66
• 6.2.1 車身結(jié)構(gòu)改進分析63-64
• 6.2.2 車身結(jié)構(gòu)改進具體方案64-66
• 6.3 整車改進后安全性仿真66-74
• 6.3.1 整車優(yōu)化后小重疊率碰撞仿真模型驗證66-67
• 6.3.2 整車優(yōu)化后后地板加速度分析67
• 6.3.3 整車優(yōu)化后防火墻入侵分析67-68
• 6.3.4 整車優(yōu)化后規(guī)定結(jié)果點的入侵分析68-70
• 6.3.5 整車優(yōu)化后頭部損傷對比分析70-71
• 6.3.6 整車優(yōu)化后胸部損傷對比分析71-72
• 6.3.7 整車優(yōu)化后下肢損傷對比分析72-74
• 6.4 本章小結(jié)74-75
• 第七章 總結(jié)與展望75-77
• 7.1 總結(jié)75-76
• 7.2 展望76-77
• 致謝77-78
• 參考文獻78-80
• 在學期間發(fā)表的論文和取得的學術(shù)成果80

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本文編號：557722