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.     

基于MADYMO的乘员正面碰撞侧约束系统模型的建立

利用先进的汽车碰撞安全性模拟的软件MADYMO建立正面碰撞模型(乘员侧)。模型的响应与加速度滑台试验的结果基本一致,包括大腿力、腰带力、肩带力、颈部力(FX,FZ)、颈部弯矩(MY)、胸部位移,以及髋部、胸部、头部的加速度的响应。介绍了利用MADYMO软件建立正面碰撞侧约束模型的一般过程,以及仿真与实验结果的比较。     

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.     

基于行人保护法规的某型轿车的碰撞安全性研究

根据轿车行人保护的有关法规要求,针对某款轿车的开发,分别从发动机盖的设计对儿童和成人的头部保护和保险杠及相关零部件的设计对行人腿部保护方面建立了有限元模型,并对其进行了头部碰撞分析和腿部碰撞的动力学仿真。仿真分析结果对整车的行人保护性能起到了预测和方向性指导作用。     

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。     

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．     

侧面碰撞中B柱侵入速度及变形模式对乘员损伤影响的研究

运用概念设计方法,通过参照实车和仿真中侧围部件的一般侵入速度曲线和B柱的变形模式,提取了对B柱特定部位进行加载的三条简化的侵入速度曲线,并建立了B柱/假人的简化计算模型.研究改变B柱指定部位的侵入速度曲线,并以MADYMO软件为工具计算得到了27组假人的损伤值以及B柱的变形模式.研究结果表明:减小B柱整体侵入速度、合理分配B柱各部位的侵入速度以及使B柱产生较好的变形模式,能够有效地降低侧面碰撞中假人的损伤风险.     

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.     

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.     

农用拖车尾部防钻装置设计及模态分析

基于农用拖车尾部结构特点,结合乘用车的外形尺寸、事故车辆的碰撞速度等参数,通过对碰撞力及碰撞能量的计算,设计了农用拖车尾部的防钻装置,此装置所设计的双层螺栓剪切装置可以在碰撞发生时通过变形及断裂,吸收车辆碰撞时所产生的能量,避免乘用车钻入农用拖车造成人员伤亡.为检验防钻装置与农用拖车的系统匹配性,在Pro/E中建立该装置的三维实体模型,应用ANSYS有限元分析软件对其进行振动响应特性分析,计算了自由状态下该防钻装置的固有频率,通过对模态分析的10阶模态振型图的分析,得知该防钻装置与农用拖车无共振现象,为实际模态试验提供了参考和依据.