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.     

轿车与儿童行人碰撞事故重建研究

结舍MADYMO和PC-CRASH仿真分析软件重现了长沙地区一起汽车与12岁儿童行人碰撞事故的动力学响应过程.首先,根据事故现场采集的详细数据,利用PC-CRASH分析得到了与事故数据最吻合的碰撞参数;然后根据这些参数定义了MADYMO模型的边界和初始条件.建立了肇事车辆的多刚体(MBS-FACET)和有限元(FE)2种数学模型,应用MADYMO软件中的SCALER模块计算得到12岁儿童行人模型.通过仿真计算得到儿童行人与车辆碰撞的动态响应过程以及头部损伤的相关物理参数.结果表明,2种仿真模型均很好地重现了事故中行人的整个运动过程及头部碰撞情形,仿真计算得到的头部生物力学响应参数与儿童行人损伤诊断结果吻合较好.     

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．     

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。     

数字滤波技术在汽车碰撞试验中的应用研究

为了使开发的汽车碰撞试验系统的数据处理结果满足CMVDR 294法规要求，研究了汽车碰撞试验数据处理过程中的关键技术．根据汽车碰撞试验的具体要求改进了数字滤波器的设计过程，并应用Matlab进行了不同频率的幅频特性仿真分析，提出了一种能够简化设计过程、提高计算精确性的数字滤波器设计方法，并根据该方法在LabVIEW平台上开发了满足法规要求的数字滤波器．同时，通过对大量的碰撞试验数据进行分析处理，验证了该数字滤波器能够有效屏蔽原始数据中的噪声与高频分量，幅值不失真．     

Kriging模型与优化算法在汽车乘员约束系统仿真优化中的应用研究

汽车乘员约束系统的优化涉及到安全带、安全气囊等部件的众多参数.首先采用一阶线性响应表面模型、正交实验设计方法进行参数筛选.然后构造Kriging代理模型来代替计算机仿真,并结合两种不同的优化算法来进行乘员约束系统参数的优化设计.结果表明:该方法对汽车乘员约束系统参数优化具有明显效果,可行方向法在该优化中优于多目标遗传算法.     

基于动量定理的汽车碰撞模型的同一性研究

为了研究基于动量定理的汽车碰撞模型的同一性,分析了2种典型模型建模坐标系的差别.应用理论和实车碰撞试验相结合的方法,对2种模型的同一性进行了研究.在上述研究的基础上,应用2种模型对同一起汽车碰撞事故进行了分析,结果表明：合理选择力学参数能够保证2种模型计算结果相同,从而研究验证了以质心为坐标原点和以碰撞点为坐标原点建立的汽车碰撞模型的同一性,可为应用同类模型得到的汽车碰撞事故分析结果的相互验证提供依据.     

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。     

双气室缓冲气囊多学科设计优化

针对某型着落装备着落工况的一种双气室新型缓冲气囊，基于ISIGHT多学科设计优化平台和HYPERMESH，LS-DYNA有限元分析软件以及FORTRAN语言编写的程序，通过组合优化策略对双气室缓冲气囊进行了多学科设计研究.以气囊体积为优化目标，以上气室的高度、初始充气压力和下气室的高度、初始冲气压力、排气压力、排气孔面积、气囊底面积、着落装备过载和最小离地距离等多学科要求同时为约束条件进行了设计优化.结果表明：通过多学科设计优化，在着落装备过载和最小离地距离满足设计要求的同时，气囊体积达到了最小,减小设计周期和减少试验次数，降低研制成本.     

八边形逐级吸能梁的设计与优化

研究了一种八边形截面逐级吸能梁结构的设计与优化方法.建立了八边形逐级吸能梁的有限元模型,通过台车试验验证了模型的有效性.采用均匀试验设计方法制订并进行了一系列不同壁厚的八边形逐级吸能梁碰撞仿真,利用仿真结果建立八边形逐级吸能梁的耐撞性回归方程,并进行了回归分析.利用遗传算法,以八边形逐级吸能梁壁厚为变量,对该吸能梁耐撞性进行多目标优化设计,获得一组耐撞性较好的八边形逐级吸能梁设计方案,并将优化方案用于车架耐撞性改进.仿真及试验结果表明,该八边形逐级吸能结构变形吸能均匀,能够更好地达到碰撞安全性要求.     

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．     

孔销式少齿差行星减速器的多目标优化及动力学仿真分析

为了达到减小减速器体积同时提高承载能力、降低运转冲击的目的,基于Hertz接触理论,引用销轴和销孔外廓参数和材料参数建立两者法向接触力的数学模型;选取减速器的5个尺寸参数为设计变量,构造8个非线性约束方程,建立起优化法向接触力和减速器体积的多目标优化模型.运用评价函数法和罚函数法求解计算实例,对优化模型进行验证,对比优化前后结果表明,减速器体积和法向接触力分别得到了13.1%和24.0%的优化率;利用ADAMS对法向接触力进行动力学仿真,得到优化前后的时域和频域仿真图,结果表明其平均优化率达到29.4%,与理论结果基本吻合.     

甘薯秧蔓粉碎还田机机架的模态分析与试验研究

针对甘薯秧蔓粉碎还田机正常工作时振动较大的问题,为减小共振的发生,利用三维软件Pro/E对4JHSM-90型甘薯秧蔓粉碎还田机机架进行参数化建模,采用有限元软件Abaqus建立了机架的有限元模型,求解出机架的前10阶模态频率和振型,并对机架进行了模态试验,验证理论分析的准确性。结果表明:在正常工作状态下,机架固有频率可以避开刀辊、变速箱、拖拉机等外部激振频率范围;机架的薄弱环节为左右两侧板,安装了加强槽钢的左侧板比右侧板振幅小。该研究可为甘薯秧蔓粉碎还田机机架结构的设计与优化提供参考。     

蚜虫唾液对白菜芜菁花叶病毒致病力的影响

作者以无毒菜缢管蚜(Lipaphis erysimi)和桃蚜(Myzus persicae)包含有唾腺的头胸部分别与感染芜菁花叶1号病毒的白菜叶制成匀浆,用针刺法接种到无毒白菜苗上;另用无蚜虫的有毒白菜叶匀浆作对照。结果表明,这两种蚜虫的唾液均有增强芜菁花叶病毒致病力的作用,而且菜缢管蚜的作用更大于桃蚜。     

基于响应面法的仔猪配奶罐搅拌器数值模拟与优化

为了探究仔猪配奶罐中搅拌器参数对奶水搅拌效果的影响,设计了一种双层桨叶仔猪配奶罐,采用CFD数值模拟与响应面分析相结合方法,以转速、层间距、桨叶角度和离底距离为优化参数,以搅拌功率、混合时间和平均温升速率为响应指标,设计四因素三水平正交仿真试验,建立响应指标的回归模型,得到双层桨叶搅拌器的最优参数值。结果显示：转速和桨叶角度对搅拌功率的影响极显著,转速、层间距、桨叶角度和离底距离对混合时间影响极显著,转速对平均温升速率影响极显著,层间距和桨叶角度对平均温升速率影响显著,其中转速对搅拌器性能影响最大;响应面回归模型具有较好的拟合性,通过响应面回归模型得到最优的参数组合为转速80 r/min、层间距170 mm、桨叶角度30°、离底距离100 mm。与优化前相比,搅拌功率减小27.08%,混合时间减小70.15%,平均温升速率提升9.57%,且湍流动能云图分布和温度云图分布明显优于初选模型。     

香港广场深基坑围护结构变形的时空效应分析

介绍了上海香港广场深基坑围护结构的设计、施工与现场量测结果。在建立围护结构计算的的有限元分析模型和编制相应计算程序的基础上，对围护结构的变形进行了三维有限元分析与计算与计算，从而得出了围护结构水平位移的空间分布规律和随开挖时间延误而发生变化的规律，同时与现场量结果进行了对比。其方法和结论对软土深基坑的设计与开挖具有较为重要的理论意义与实用价值。     

圆不锈钢管混凝土轴压力学性能的有限元分析

在确定了不锈钢与核心混凝土的材料本构模型、单元类型以及界面接触模型的基础上,根据构件的几何和材料非线性,建立了圆不锈钢管混凝土轴压构件的有限元模型.算例分析结果表明,有限元计算和试验结果总体上吻合良好.利用有限元模型,比较了不锈钢管混凝土和普通钢管混凝土轴压构件的荷载-变形关系曲线.