不确定分析技术在汽车碰撞事故再现中的应用

阐述了不确定分析技术的基本理论。它是一种用于计算从试验测量值到计算结果值之间不确定性(误差)传播的数学方法。分析了用其计算动量方程中速度不确定性的方法。应用此技术来分析汽车碰撞事故再现中速度计算值的不确定性,取得了一定的结果。文中给出了在汽车侧面碰撞事故再现中的一个典型应用实例。     

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.     

不确定度评定方法在汽车事故再现中的应用

介绍了不确定度理论及其评定方法，结合车辆碰撞事故的具体特点，给出了基于能量守恒的车速计算表达式．通过选择适当的输入参数作为不确定因子，分别计算各分量等效速度标准不确定度．考虑不确定度累积和传播，得到车速输出结果的合成标准不确定度和展伸不确定度，以此检验事故再现结果的准确程度．通过具体事故案例的分析计算和计算机检验，验证该方法的适用性．     

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.     

汽车碰撞事故再现模型应用中的病态问题分析

根据线性方程组病态问题的几何特性,分析了导致汽车碰撞事故再现模型病态问题的原因.分析结果显示：病态的原因在于应用中模型的某些方程存在线性相关性.在此基础上,建立了确定存在线性相关性方程的方法,通过实例验证了该方法的有效性,为模型病态问题的处理提供了理论基础.     

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.     

基于事故树分析的海上交通事故的研究

将系统安全分析方法中的事故树分析（FTA）引入到海上交通事故研究中,以船舶碰撞事故为例,根据影响碰撞事故的各个因素及其逻辑关系建立事故树,并对该事故树进行定性分析,求出了各因素的重要度系数及事故树的最小径集,并且提出了控制船舶碰撞事故的措施,以避免碰撞事故的再次发生。结果表明：该方法能全面、客观地反映事故的因果关系,便于找出导致事故发生的主要原因,便于制定出防控事故的主要措施,在海上交通事故控制中可以起到良好的作用。     

汽车二维碰撞模型的简便算法

为了对基于动量定理建立的汽车二维碰撞模型进行快速求解,利用矩阵分块处理原理建立了一种简便算法.通过矩阵分块处理可以降低所求模型的矩阵阶数,从而简化了求解过程.对典型汽车碰撞实例的分析表明：应用该方法能够迅速、准确地进行汽车碰撞事故的分析计算.     

基本物理量对汽车碰撞剧烈程度的影响分析

为了研究汽车碰撞剧烈程度与碰撞过程中单一运动变量的关系,在已有的实车碰撞试验资料的基础上,选择碰撞车质量、碰撞前车速和碰撞车动量为基本物理量,应用数学回归分析方法,分析了它们对汽车碰撞剧烈程度的影响,可为汽车碰撞事故的分析提供简单、实用的结论.     

马铃薯碰撞损伤试验研究及有限元分析

针对马铃薯收获过程中的碰撞损伤问题,对不同高度下落的新鲜马铃薯进行碰撞试验,根据淀粉变色原理,将马铃薯损伤程度分为3个级别;用拉伸试验确定马铃薯皮的弹性模量和破坏强度,利用ANSYS/LS-DYNA软件建立其力学模型,对马铃薯碰撞进行有限元分析得到应力等值图,并将有限元分析结果与碰撞试验结果比较.结果表明:当马铃薯下落高度为 20～30 cm时,其碰撞应力值为1.01 × 106～1.15 × 106 Pa.低于马铃薯的破坏强度值,此时马铃薯损伤率<4%,且能避免收获机输送臂碰撞马铃薯.所获得的实验数值可为马铃薯联合收获机输送臂防碰撞控制的研究提供参考.     

直接模拟蒙特卡罗方法在CFD冲蚀预测中的应用

为研究气固两相流中固体颗粒间碰撞对冲蚀的影响,提出一种利用直接模拟蒙特卡罗(Direct Simulation Monte Carlo,DSMC)方法和计算流体力学(CFD)计算颗粒间碰撞的冲蚀预测方法。使用Eulerian-Lagrangian方法,将气相作为连续相,通过Navier-Stokes方程求解,颗粒平移运动由离散相模型(DPM)求解。颗粒平移运动由Eulerian-Lagrangian框架下的DPM求解,计算颗粒间碰撞运动时采用DSMC方法以少量采样颗粒代替真实颗粒,碰撞的发生条件通过修正的Nanbu方法判定。分析气固两相流中颗粒间碰撞对弯管冲蚀速率和颗粒分布的影响,结果表明:使用DSMC方法计算颗粒间碰撞,Oka模型的平均百分误差从39.2%降低至27.4%;计算颗粒间碰撞时弯管内拱侧的无颗粒区变小,最大冲蚀位置沿外拱轴线后移5°,同时V形冲蚀痕迹的两翼向外侧扩大。使用DSMC方法计算颗粒间碰撞可以明显降低模型误差,考虑颗粒间碰撞的Oka模型与实验结果偏差最小,是冲蚀预测的最佳模型。     

葡萄果实碰撞损伤试验研究及有限元分析

针对葡萄在收获、储运过程中的碰撞损伤问题,对其进行不同高度的跌落碰撞试验,采用高速摄像机拍摄碰撞过程,分析跌落碰撞速度与果实碰撞损伤程度之间的关系;进行应力松弛试验;基于ABAQUS建立葡萄果实碰撞力学模型,进行跌落碰撞仿真试验,并对其进行有限元分析,将有限元分析结果与碰撞试验结果进行比较。结果表明:当葡萄的碰撞速度从0.5m/s增大到3m/s时,变形量从1.1mm增加到4.2mm,恢复系数由0.5减少到0.4;当葡萄碰撞速度达到1.5m/s时,果实内部开始发生较大损伤,此时内部最大碰撞应力为0.19MPa;当碰撞速度≤1.5m/s时,所建立的葡萄果实碰撞力学模型具有很高的精度,误差为8%。     

碰撞变量对汽车碰撞严重程度的影响规律研究

为了深入研究汽车碰撞严重程度与碰撞变量的关系，在进行了基本物理量对汽车碰撞剧烈程度影响分析的基础上，选择碰撞车辆作用质量、碰撞车总车速和碰撞车总动量为碰撞变量，应用数学方法，研究了它们对汽车碰撞严重程度的影响规律，可为汽车碰撞事故的分析提供可借鉴的经验．     

双低油菜籽粒离散元仿真参数标定与试验验证

为设计优化双低油菜机械化精量播种设备，以甘肃地区种植的双低油菜，‘青杂5号’和‘陇油19号’籽粒为对象，采用物理试验法测定2种双低油菜籽粒的基本物理学参数以及种子与PLA塑料和光敏树脂间的静摩擦因数和碰撞恢复系数。基于EDEM仿真软件和斜面滚动法，标定种子与PLA塑料和光敏树脂间的滚动摩擦因数，采用仿真逼近预测法标定种子间的滚动摩擦因数，并利用异形槽口窝眼轮排种器台架试验对仿真参数进行验证。结果表明:‘青杂5号’与PLA塑料和光敏树脂间的静摩擦因数分别为0.35和0.34，碰撞恢复系数分别为0.639和0.655，滚动摩擦因数分别为0.064和0.060。‘陇油19号’与PLA塑料和光敏树脂间的静摩擦因数分别为0.32和0.28，碰撞恢复系数分别为0.662和0.666，滚动摩擦因数分别为0.059和0.058。2个品种油菜籽粒间的静摩擦因数分别为0.57和0.59，碰撞恢复系数分别为0.384和0.397，滚动摩擦因数分别为0.054和0.046。将2种品种油菜籽粒的标定参数进行异形槽口窝眼轮排种器仿真试验和台架验证试验，对于‘青杂5号’油菜籽粒，其仿真试验与台架试验合格率的相对误差为0.48%，重播率的相对误差为4.99%，漏播率的相对误差为6.98%。对于‘陇油19号’油菜籽粒，其仿真试验与台架试验合格率的相对误差为0.29%，重播率的相对误差为3.79%，漏播率的相对误差为4.76%。     

汽车碰撞模型参数变化对计算结果的影响分析

应用矩阵理论建立了汽车碰撞模型中参数变化影响计算结果的分析方法.实例分析表明：应用该方法能够准确地分析参数变化对计算结果的影响.     

基于改进人工势场法的车辆路径规划与跟踪

为保证智能车辆在转向避撞过程中的主动安全性,基于改进的人工势能场模型进行了转向避撞路径规划,利用椭圆化距离代替传统斥力势场中的实际距离,同时,引入道路边界斥力场模型,从而在较小车道空间内获得汽车避撞局部路径.另外,建立了以前轮转角为控制变量的三自由度车辆动力学模型,并利用模型预测控制算法对规划路径进行了跟踪.CarSim/Simulink联合仿真结果表明,利用改进的人工势场法可获得平顺且安全的局部避撞路径,而提出的模型预测控制算法具有良好的路径跟踪性能.     

马铃薯恢复系数测定试验分析

针对马铃薯与收获机摆动分离工作部件间的碰撞模型参数缺失问题,选择"费乌瑞它"、"克新1号"、"大西洋"和"甘农薯5号"作为试验对象,研究下落高度、碰撞材料、碰撞材料厚度和马铃薯硬度等相关因素对马铃薯恢复系数的影响。结果表明影响马铃薯恢复系数程度的主次顺序为马铃薯硬度、碰撞材料、下落高度和碰撞材料厚度。马铃薯恢复系数随下落高度、碰撞材料厚度和硬度的回归方程研究结果表明恢复系数随65Mn钢、铝合金、木板和橡胶等材料依次减小,随马铃薯下落高度的增加递减,并随着硬度和碰撞材料厚度的增加而增加。本研究可为马铃薯挖掘机摆动分离筛等工作部件的设计和优化提供参考。