隨著汽車保有量的不斷增長(zhǎng),道路交通事故頻發(fā),傷亡人數(shù)一直高居不下財(cái)產(chǎn)損失更是不計(jì)其數(shù)。汽車安全一直是汽車行業(yè)的研究熱點(diǎn),尤其交通事故不可避免時(shí),汽車的被動(dòng)安全性能顯得尤為重要。隨著汽車被動(dòng)安全技術(shù)研究的不斷深入,汽車前排乘員約束系統(tǒng)有了較大的發(fā)展,受到嚴(yán)重傷害的風(fēng)險(xiǎn)明顯降低,相比較前排,后排乘員約束系統(tǒng)未得到相應(yīng)的發(fā)展,受到嚴(yán)重傷害的風(fēng)險(xiǎn)要高于前排乘員。而正面碰撞是交通事故的主要類型,且后排座椅的使用率較高,提出構(gòu)建較為完善的后排乘員約束系統(tǒng),探索新型的后排安全技術(shù)在正面碰撞中對(duì)乘員保護(hù)具有重要研究?jī)r(jià)值。本文以汽車后排女性假人為研究對(duì)象,通過(guò)試驗(yàn)與仿真相結(jié)合的方法,研究后排安全氣囊及坐墊翻轉(zhuǎn)系統(tǒng)等新型的后排乘員約束系統(tǒng)對(duì)乘員的保護(hù)性能,構(gòu)建了較為完善的后排乘員約束系統(tǒng),通過(guò)參數(shù)匹配找出為后排乘員提供最佳保護(hù)效果的匹配方案,主要研究?jī)?nèi)容包括:對(duì)非線性有限元軟件LS-DYNA的功能及優(yōu)勢(shì)進(jìn)行了分析;對(duì)汽車碰撞中非線性有限元理論及常用的有限元方法進(jìn)行了介紹;并對(duì)氣囊的發(fā)展及未來(lái)的發(fā)展方向進(jìn)行概括分析。實(shí)車碰撞試驗(yàn)按照中國(guó)新車評(píng)價(jià)規(guī)程(China-New Car Assessment Program,C-NCAP)試驗(yàn)程序展開,車輛以50km/h完全正面撞擊剛性壁障采集車身加速度信號(hào)及后排女性假人頭部、頸部及胸部關(guān)鍵部位傷害指標(biāo)。同時(shí)進(jìn)行正面40%重疊可變形壁障碰撞試驗(yàn)、左30~°傾角碰撞及臺(tái)車高速碰撞試驗(yàn),采集了碰撞過(guò)程中的x、y軸的碰撞加速度信號(hào)。通過(guò)LS-DYNA軟件建立了后排乘員約束系統(tǒng)有限元模型,將正面100%重疊剛性壁障碰撞試驗(yàn)中采集的加速度信號(hào)作為加速度場(chǎng)輸入模型中,將試驗(yàn)中采集的后排女性假人的傷害指標(biāo)與仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析,結(jié)果表明仿真模型中假人的各項(xiàng)關(guān)鍵傷害指標(biāo)與試驗(yàn)具有較好的一致性,可以作為后續(xù)研究的基礎(chǔ)。提出通過(guò)改進(jìn)車輛前排座椅靠背內(nèi)部結(jié)構(gòu)安裝后排氣囊,從正面展開保護(hù)乘員。通過(guò)對(duì)椅靠背內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì),使得在調(diào)節(jié)前排座椅靠背角度的同時(shí),自行完成氣囊展開角度的調(diào)節(jié),氣囊的展開方向始終正對(duì)著后排乘員,為假人提供最佳的保護(hù)效果。并通過(guò)仿真研究分析在正面碰撞中氣囊對(duì)后排假人的保護(hù)效果,結(jié)果發(fā)現(xiàn)在有后排氣囊的保護(hù)下,假人的各項(xiàng)傷害指標(biāo)與試驗(yàn)結(jié)果相比均有所下降,但在碰撞后期假人的頸部傷害有上升的趨勢(shì)。同時(shí)研究分析了氣囊的關(guān)鍵參數(shù)及安全帶限力等級(jí)對(duì)假人傷害影響。提出構(gòu)建較為完善的后排乘員約束系統(tǒng)。通過(guò)在模型中添加可翻轉(zhuǎn)座椅坐墊來(lái)降低碰撞后期假人頸部傷害,建立安全帶——坐墊翻轉(zhuǎn)——安全氣囊為一體的后排乘員約束系統(tǒng)模型,為后排乘員提供最佳的保護(hù)。并以假人胸部壓縮量為優(yōu)化目標(biāo),對(duì)氣囊的點(diǎn)火時(shí)刻、安全帶的限力等級(jí)及坐墊翻轉(zhuǎn)起始時(shí)刻進(jìn)行參數(shù)匹配。結(jié)果發(fā)現(xiàn)安全帶的限力等級(jí)為2.7kN、氣囊的點(diǎn)火時(shí)刻為23ms、坐墊翻轉(zhuǎn)時(shí)刻為16ms時(shí),對(duì)假人的保護(hù)效果達(dá)到了最佳。通過(guò)在高速碰撞及正面不同碰撞類型下驗(yàn)證該匹配方案對(duì)假人的保護(hù)效果,結(jié)果表明高速碰撞下的保護(hù)效果要優(yōu)于低速碰撞,對(duì)偏置碰撞及傾角碰撞也有一定的保護(hù)效果。
【學(xué)位單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：U467.14
【部分圖文】：

圖 1.1 駕駛員與后排乘員傷情對(duì)比ure 1.1 Driver compared with the rear occupant injury出，馬自達(dá) CX-3 在以 50km/h 時(shí)速正面 10護(hù)效果都很好，但后排女性假人的胸部和頸是由于在正面碰撞中，駕駛員有正面安全氣供較好的保護(hù)效果；而后排乘員由于沒(méi)有正

圖 1.2 充氣式安全帶示意圖Figure 1.2 Inflatable seat belts束系統(tǒng)能夠加入新型設(shè)備如安全氣囊等，在提供保護(hù)，后排乘員的受傷風(fēng)險(xiǎn)將會(huì)明顯步成果，但依然存在諸多問(wèn)題，值得深入要針對(duì)新型的后排乘員約束進(jìn)行了設(shè)計(jì)與束系統(tǒng)�，F(xiàn)狀全技術(shù)研究開始的較早，研究成果較多，展與應(yīng)用，北美及歐洲等發(fā)達(dá)國(guó)家早在二

正面碰撞中后排乘員約束系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究與參數(shù)匹配速度傳感器可準(zhǔn)確的采集車輛碰撞加速度信號(hào)確的采集試驗(yàn)中假人的各項(xiàng)傷害指標(biāo)。將采集的下仿真得到的假人傷害指標(biāo)對(duì)比分析，驗(yàn)證該仿數(shù)據(jù)采集設(shè)備用的是 DTS TDAS/G5 型 96 通道為 10kHz，如圖 3.4 所示。系統(tǒng)中自帶的 16 位的數(shù)據(jù)全部?jī)?chǔ)存，所有數(shù)據(jù)采集通道之間可以進(jìn)據(jù)時(shí)間的一致性。該系統(tǒng)自帶濾波功能，所有的濾波，去除噪聲等外部干擾信號(hào)。
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2864467