汽車前碰撞吸能方法及其關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、汽車前碰撞在所有碰撞事故中占有最大的比例，碰撞事故發(fā)生后，往往導(dǎo)致嚴(yán)重的后果。因此，汽車前碰撞安全性研究一直是汽車安全性研究領(lǐng)域中的重要研究主題。中國作為發(fā)展中國家，對于經(jīng)濟(jì)型車的需求遠(yuǎn)大于歐、美、日等發(fā)達(dá)國家。尤其是微型客車，約占全年各種汽車產(chǎn)銷量的20％。為了滿足正面碰撞法規(guī)要求，大多數(shù)微型客車由原來的平頭結(jié)構(gòu)改成短頭結(jié)構(gòu)或在車前加裝吸能結(jié)構(gòu)，使其造型受到很大影響，長度空間也受到限制。同時，增加的吸能結(jié)構(gòu)對車外行人造成更大的威脅。研

2、究能夠適合廣大微型客車使用的汽車前碰撞吸能方法及關(guān)鍵技術(shù)，盡量縮短吸能長度，在有限的車長內(nèi)盡量增加車內(nèi)空間，不僅可以增加載客載貨量及乘坐舒適性，而且可以使其造型得到更大的自由度，對微型客車及經(jīng)濟(jì)型轎車具有重大的理論意義和現(xiàn)實(shí)意義。此外，利用主被動結(jié)合技術(shù)研究開發(fā)一種新型的汽車前碰撞吸能裝置，使其能夠在不可避免的碰撞事故中降低乘員與車輛的損傷，并結(jié)合前保險杠安全氣囊等部件，進(jìn)一步改善車輛-行人碰撞事故中對行人的保護(hù)效果，也將具有重大的實(shí)用

3、價值。
　　 在此背景下，開展了本論文的研究工作，取得了以下幾項(xiàng)主要研究成果：
　　 1、創(chuàng)新性地提出了一種新型的基于反推設(shè)計原理的汽車前碰撞逐級吸能方法。該方法是根據(jù)汽車前部造型及碰撞安全性要求，反推汽車結(jié)構(gòu)吸能長度，從而計算出理想的碰撞加速度值范圍；采用方形吸能梁結(jié)構(gòu)并適當(dāng)控制吸能梁的壁厚，在方形吸能梁內(nèi)部不同長度的合適位置上設(shè)置相應(yīng)的加強(qiáng)板，逐級參與碰撞吸能，使碰撞加速度曲線達(dá)到較理想的要求。采用該方法可以在盡量短

4、的吸能長度內(nèi)達(dá)到好的吸能效果，同時，便于控制整車質(zhì)量。同時，制造成本比較低，易于推廣應(yīng)用。
　　 2、建立了XXX車型的有限元仿真模型，通過對增加誘導(dǎo)槽、內(nèi)置方形梁、內(nèi)置逐級吸能加強(qiáng)板以及多種吸能結(jié)構(gòu)的綜合使用等多種設(shè)計方案的有限元數(shù)值仿真對比分析，驗(yàn)證了本文提出的逐級吸能結(jié)構(gòu)配合誘導(dǎo)槽的設(shè)計方案具有更好的吸能效果。進(jìn)而以XXX車參數(shù)為例，并對內(nèi)置逐漸吸能加強(qiáng)板結(jié)構(gòu)和內(nèi)置方形梁兩種結(jié)構(gòu)進(jìn)行了整車仿真分析對比，仿真結(jié)果表明逐級吸能

5、方法具有更好的吸能能力。為了進(jìn)一步提高微型車前碰撞安全性，創(chuàng)新性地提出了一種非常實(shí)用的前碰撞傳遞式吸能結(jié)構(gòu)，并對其進(jìn)行了仿真分析研究。
　　 3、應(yīng)用多剛體理論對逐級吸能結(jié)構(gòu)在汽車前碰撞過程中對乘員損傷參數(shù)的影響進(jìn)行了深入分析。通過計算機(jī)仿真研究，提出了以縱梁內(nèi)置逐級吸能加強(qiáng)板結(jié)構(gòu)的目標(biāo)碰撞加速度曲線。同時，對XXX 車型進(jìn)行了乘員約束系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化。
　　 4、結(jié)合某公司XXX車的開發(fā)，在湖南大學(xué)汽車碰撞實(shí)驗(yàn)室開展了一系

6、列的部件前碰撞吸能臺車試驗(yàn)和實(shí)車碰撞試驗(yàn)。結(jié)合仿真結(jié)果對臺車碰撞試驗(yàn)和實(shí)車試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了深入分析。研究表明，逐級吸能結(jié)構(gòu)能夠在前碰撞發(fā)生時有效防護(hù)乘員，提高車輛的安全性。
　　 5、采用主被動結(jié)合技術(shù)提出了一種新型汽車前碰撞吸能裝置，設(shè)計了其機(jī)電一體化結(jié)構(gòu)。通過MADYMO軟件進(jìn)行仿真，表明該裝置在發(fā)生不可避免的碰撞事故中可以有效的保護(hù)車輛，在車輛-行人碰撞中，可以有效的對行人進(jìn)行保護(hù)。結(jié)合主動安全技術(shù)設(shè)計了該裝置的觸發(fā)算法并進(jìn)