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(huì)問題。最近的交通事故統(tǒng)計(jì)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(dāng)高。汽車車頂以及側(cè)面是車體中強(qiáng)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(shí)車頂容易發(fā)生大變形,乘員面臨的損傷風(fēng)險(xiǎn)很高。因此,開展汽車動(dòng)態(tài)翻滾安全性研究,對于提高我國汽車產(chǎn)品的被動(dòng)安全性具有重要意義。本文借助于計(jì)算機(jī)仿真手段,首先對汽車翻滾試驗(yàn)通用Hybrid I

2、II-50th男性可變形假人進(jìn)行了標(biāo)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(jìn)行了運(yùn)動(dòng)仿真以驗(yàn)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(shí)參照法規(guī)建立了平臺(tái)車有限元模型。隨后進(jìn)行了該車的動(dòng)態(tài)翻滾仿真,針對轎車與乘員的運(yùn)動(dòng)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(jìn)行了仿真結(jié)果的評價(jià);在仿真結(jié)果的基礎(chǔ)上,提出了3H車身改進(jìn)方案并進(jìn)行了數(shù)值仿真計(jì)算,就車頂變形與

3、人體損傷兩方面,對改進(jìn)前后仿真結(jié)果進(jìn)行了比較。所有研究結(jié)果表明:
　　①整車動(dòng)態(tài)翻滾軌跡與實(shí)驗(yàn)資料吻合較好,驗(yàn)證了仿真結(jié)果的可靠性;
　?、谲図斣跊_擊地面的過程中出現(xiàn)了大變形,嚴(yán)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(jì)缺陷所致,需進(jìn)行車身

4、的耐撞性設(shè)計(jì);
　?、萃ㄟ^3H車身結(jié)構(gòu)改進(jìn),車頂大變形明顯減輕,頸部壓縮力明顯減小且達(dá)到法規(guī)要求,同時(shí)人體其他主要損傷指標(biāo)也有所減小。
　　本文在模型建立過程中、仿真計(jì)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(jìn)一步研究車輛動(dòng)態(tài)翻滾奠定了基礎(chǔ);在翻滾過程中,乘員在車內(nèi)的運(yùn)動(dòng)軌跡為不同時(shí)間內(nèi)采用不同的保護(hù)措施提供了參考;汽車的翻滾軌跡為日后的防撞性設(shè)計(jì)、耐撞性設(shè)計(jì)提供了參考;耐撞性設(shè)計(jì)思想及其設(shè)計(jì)方案等,同樣也可以為汽車被動(dòng)