汽车侧面碰撞中乘员约束系统的可靠性优化

在汽车侧面碰撞中，约束系统对降低乘员的伤害起到非常重要的作用.本文采用MADYMO仿真分析软件，建立某车型侧面碰撞的约束系统仿真模型；考虑了髋部推动块的压溃力、气囊起爆时间、气体质量流量和气袋排气孔面积对乘员损伤的影响，建立了乘员损伤指标的响应面模型；基于蒙特卡罗随机模拟，进行了侧面碰撞乘员约束系统的可靠性优化.结果表明，优化后的约束系统设计方案满足可靠性目标要求.     

人体颈部动力学响应分析有限元模型的建立和验证

根据汽车碰撞事故中人体颈部损伤防护技术研究的需要。建立了一个人体颈部三维有限元模型。该模型参照人体解剖结构模拟了颈椎骨、椎间盘、小关节、韧带、肌肉和软骨等组织，共由15811个单元构成。各组织的材料特性采用了弹性、粘弹性、和刚性材料模型来描述．模型用前碰撞志愿者实验数据进行了验证。其头部的加速度、位移曲线与实验数据得到了较好的吻合。本文初步研究了软组织特性参数对于颈部运动的影响。该模型具有较高的生物逼真度，可对头颈部在汽车碰撞载荷条件下的加速度、速度、位移等动力学响应参数进行分析研究。     

影响护栏防护性能的相关因素研究

采用计算机仿真的手段，运用有限元仿真软件LS-DYNA建立了圆柱形立柱形式的波形梁护栏的有限元模型，护栏的材料采用的是钢材，护栏板与立柱之间通过螺栓连接，基于这个模型，本文对轿车与护栏碰撞过程中影响护栏防护性能的摩擦系数以及护栏板与立柱之间的连接性能进行了研究，结果发现，通过减小摩擦力以及改变护栏板与立柱之间螺栓连接的临界失效载荷，可以提高事故中护栏对乘员的保护能力。     

轿车侧面柱碰撞结构响应与乘员损伤研究

基于侧面柱碰撞对乘员伤害的严重性，应用计算机仿真方法对轿车侧面柱碰撞进行研究.通过对车身侧面结构变形、加速度响应和假人损伤参数等方面的分析，揭示了柱碰撞的特性，并据此提出了改进门槛及地板横梁强度的措施.结果表明：与侧面壁障碰撞相比，轿车侧面柱碰撞造成了对乘员更严重的损伤风险，增大了车身侧面结构的侵入量.通过提高门槛梁、地板横梁强度可以有效地提高车辆抗柱撞的车身结构安全性.     

人体下肢有限元动力学分析模型的建立和验证

为了研究行人碰撞事故中人体下肢的生物力学响应和损伤机理，建立了一个人体下肢有限元模型．模型按人体解剖学结构建立，由髋骨、股骨、胫骨、腓骨、膑骨、足骨、韧带、腱、关节囊以及髋关节、膝关节和踝关节构成．采用了壳单元和线性弹簧-阻尼单元来模拟骨骼和软组织．模型的边界和载荷条件根据汽车行人侧碰撞实验条件确定．通过比较仿真和实验在横向碰撞载荷条件下的剪切、弯曲响应结果，验证了模型的生物逼真度．分析了在不同加载条件下有限元模型的生物力学响应和应力分布，以及与下肢损伤风险的关系．     

汽车侧面碰撞中头胸部安全气囊的优化研究

为减少汽车侧面碰撞中驾驶员胸腹部的综合伤害,并保证头部HIC值满足C-NCAP的法规要求,采用有限元分析模型、逐步回归代理模型和序列优化方法对头胸部气囊进行了优化设计.以验证过的汽车有限元模型为基础,建立了一个L型头胸部气囊的有限元仿真模型.模拟了侧面安全气囊在侧碰撞条件下的响应过程,优化分析了气囊设计参数,从而进一步提高了该车的综合安全性能,进而对其优化解的可靠性进行了评估.研究结果表明:安全气囊材料泄气参数为0.040 8,气囊体积约为10.32 L,起爆时间为10 ms为最优,得到侧面碰撞的综合伤害评估值下降了16%,且保证了头部HIC值满足法规要求.     

基于计算机仿真的汽车与高速公路护栏碰撞事故的分析与研究

从高速公路交通事故的统计资料出发，分析了汽车与高速公路护栏事故在交通事故中的比例与发展趋势。通过计算机仿真的方法，研究了汽车与高速公路护栏碰撞过程的汽车与乘员的动态响应和护栏的特性。从提高汽车安全和改进护栏设计等方面，提出了改善高速公路交通安全的措施，指出了本领域的研究展望。     

行人膝关节损伤的计算机仿真研究

参照某量产车型建立汽车模型,采用具有较好生物逼真度的多刚体行人模型,建立了汽车与行人碰撞的系统仿真模型.通过改变汽车保险杠、发动机罩等前部结构参数,研究了其对行人膝关节损伤参数的影响,分析了行人腿部与不同前部结构参数的汽车相碰撞的受力特点.提出了适当降低保险杠及发动机罩前端的高度、使汽车前部结构接近流线型、加宽保险杠前端面上下之间的作用宽度等改进汽车前部结构特性的主要措施.     

车辆-行人碰撞中颅脑伤及动力学响应的研究

采用多体动力学软件开发建立的车辆行人碰撞仿真模型,模拟了碰撞事故中行人的动态响应,确定和分析了颅脑损伤相关的主要碰撞生物力学参数以及影响颅脑损伤的汽车前部结构主要设计参数.研究结果表明,限制车辆行驶速度、适当减小汽车前部结构刚度以及适当提高发动机盖缘高度可以很大程度上降低行人的颅脑损伤.     

研究汽车碰撞中头颈部动态响应的有限元模型的建立和验证

建立并验证了一个基于人体解剖学结构的头颈部三维有限元模型．该模型由颅骨、脑、颈椎骨、椎间盘、肌肉、韧带和小关节组成，总节点数为17758，单元数21803，模型生物材料特性分别用弹性和粘弹性模型描述．整个头颈部模型应用关国海军生物力学实验室前碰撞志愿者实验及查尔摩斯大学后碰撞滑车实验的数据进行了验证．采用该模型计算了头颈部的加速度、角速度等运动曲线及HIC值．验证结果显示该模型具有较好的生物逼真度，可用于研究在汽车碰撞事故中头颈部损伤生物力学问题和开发损伤防护装置．