本文關(guān)鍵詞：汽車駕駛員安全氣囊靜態(tài)爆破仿真與試驗研究

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【摘要】：隨著不斷增加的交通事故帶來的人員傷亡和財產(chǎn)損失,人們對汽車安全性能的要求越來越高。安全氣囊作為汽車被動安全系統(tǒng)的重要組成部件之一,在汽車發(fā)生碰撞事故時,可有效防止由于人體慣性與汽車內(nèi)飾發(fā)生的二次碰撞。目前,各類汽車上普遍裝有安全氣囊,且根據(jù)車型和保護部位的不同,氣囊的種類和形狀也不盡相同。利用計算機仿真的方法可大幅降低現(xiàn)有以實際爆破為主的氣囊設(shè)計成本和研發(fā)周期。因此,建立準(zhǔn)確且貼合實際的安全氣囊有限元模型非常重要。本文在對現(xiàn)有安全氣囊仿真方法(均壓法、計算流體力學(xué)法、顆粒法)分析的基礎(chǔ)上,首先利用LS-Pre Post軟件建立了駕駛員側(cè)安全氣囊有限元模型;然后按照傳統(tǒng)的上下折疊、左右卷曲折疊方式,在軟件自帶的折疊模塊中對氣囊模型進行了折疊處理;最后將氣囊模型導(dǎo)入LS-DYNA軟件中運算求解,通過對三種仿真方法氣囊模型上層織物中心區(qū)域Z方向平均加速度的對比分析,得出利用均壓法對氣囊靜態(tài)爆破仿真更有優(yōu)勢的結(jié)論。通過對氣囊展開對駕駛員撞傷、扭傷和擦傷傷害的研究,提出了一種汽車駕駛員安全氣囊靜態(tài)展開質(zhì)量評價方法,其評價指標(biāo)主要包括氣囊上層織物中心區(qū)域Z方向速度、Z方向坐標(biāo)差和XY方向位移。將該評價方法應(yīng)用于本文建立的氣囊模型中,準(zhǔn)確指出了氣囊在防撞傷方面的性能缺陷,驗證了評價方法的可行性。設(shè)計、搭建了汽車駕駛員安全氣囊靜態(tài)爆破試驗臺,并建立了基于氣囊展開投影面積比線性相關(guān)性和X、Y、Z三個方向展開速度的仿真模型驗證方法。試驗臺主要由試驗系統(tǒng)和圖像采集系統(tǒng)兩部分組成。首先,由試驗系統(tǒng)對氣囊進行靜態(tài)爆破,圖像采集系統(tǒng)對爆破過程視頻錄制;然后將爆破視頻與仿真動畫進行相同視角、相同時間節(jié)點氣囊展開狀態(tài)對比,并分別計算二者在YOZ、XOZ平面內(nèi)的投影面積、面積比及X、Y、Z三個方向的展開速度;最后對兩組面積比數(shù)據(jù)進行線性擬合,并分別對比仿真與試驗氣囊各方向展開速度。擬合結(jié)果顯示,相關(guān)性系數(shù)分別為0.97752、0.97521;各方向展開速度變化趨勢一致,波峰、波谷出現(xiàn)時間最大偏差為1ms,峰值最大偏差為7.8m/s。以上結(jié)果分析充分驗證了仿真模型的準(zhǔn)確性。
【關(guān)鍵詞】：安全氣囊 均壓法 LS-DYNA 評價方法 靜態(tài)爆破
【學(xué)位授予單位】：長春工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U491.61
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 緒論8-18
• 1.1 引言8
• 1.2 安全氣囊概述8-15
• 1.2.1 安全氣囊的工作原理及組成9-11
• 1.2.2 安全氣囊的分類及應(yīng)用11-15
• 1.3 安全氣囊仿真技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀15-17
• 1.3.1 國外發(fā)展現(xiàn)狀15-16
• 1.3.2 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀16-17
• 1.4 課題來源17
• 1.5 本文主要研究內(nèi)容17-18
• 第二章 安全氣囊仿真理論及方法確定18-26
• 2.1 安全氣囊仿真分析流程18
• 2.2 安全氣囊仿真理論18-21
• 2.3 常用仿真方法21-25
• 2.3.1 均壓法21-23
• 2.3.2 計算流體力學(xué)法23-24
• 2.3.3 顆粒法24-25
• 2.4 本章小結(jié)25-26
• 第三章 安全氣囊靜態(tài)爆破仿真分析26-39
• 3.1 安全氣囊仿真軟件選用26
• 3.2 安全氣囊建模26-32
• 3.2.1 建立模型26-29
• 3.2.2 材料設(shè)定29-31
• 3.2.3 環(huán)境參數(shù)設(shè)定31-32
• 3.2.4 其他參數(shù)設(shè)定32
• 3.3 安全氣囊初步展開分析32-34
• 3.4 安全氣囊折疊34-37
• 3.5 折疊氣囊展開仿真37-38
• 3.6 本章小結(jié)38-39
• 第四章 安全氣囊靜態(tài)展開質(zhì)量評價39-46
• 4.1 安全氣囊展開對乘員傷害分析39-41
• 4.2 安全氣囊靜態(tài)展開質(zhì)量評價指標(biāo)41-42
• 4.2.1 防撞傷評價指標(biāo)41
• 4.2.2 防扭傷評價指標(biāo)41-42
• 4.2.3 防擦傷評價指標(biāo)42
• 4.3 安全氣囊靜態(tài)展開質(zhì)量評價方法42
• 4.4 安全氣囊靜態(tài)展開質(zhì)量評價方法的應(yīng)用42-45
• 4.5 本章小結(jié)45-46
• 第五章 安全氣囊靜態(tài)爆破仿真試驗驗證46-60
• 5.1 試驗系統(tǒng)設(shè)計46-51
• 5.1.1 試驗系統(tǒng)總體布置46
• 5.1.2 試驗系統(tǒng)工作過程46-47
• 5.1.3 試驗系統(tǒng)的組成47-51
• 5.2 某型駕駛員安全氣囊靜態(tài)爆破試驗51-53
• 5.3 結(jié)果分析53-59
• 5.4 本章小結(jié)59-60
• 第六章 總結(jié)與展望60-62
• 6.1 總結(jié)60
• 6.2 展望60-62
• 致謝62-63
• 參考文獻63-66
• 作者簡介66
• 攻讀碩士學(xué)位期間研究成果66

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本文編號：563030