检索结果-内蒙古大学图书馆

汽车技术 2016年第6期 53-58页

作者：张学荣许长龙刘秋江苏大学镇江212013

以某汽车乘员侧安全气囊为研究对象,采用计算流体动力学方法在MADYMO软件中建立了安全气囊仿真模型。根据FMVSS 208法规中关于离位儿童乘员保护的要求,建立了3岁儿童离位仿真模型,并通过气囊静态起爆试验、线性冲击试验及三岁儿童离位... 详细信息

以某汽车乘员侧安全气囊为研究对象,采用计算流体动力学方法在MADYMO软件中建立了安全气囊仿真模型。根据FMVSS 208法规中关于离位儿童乘员保护的要求,建立了3岁儿童离位仿真模型,并通过气囊静态起爆试验、线性冲击试验及三岁儿童离位试验验证了所建仿真模型的有效性。采用该模型研究了安全气囊参数对离位儿童损伤的影响。结果表明,排气孔大小、气体发生器产气量、织布渗透率以及起爆角度等气囊参数对离位儿童的损伤影响较为显著。

关键词：安全气囊离位儿童损伤仿真

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3岁离位儿童损伤机理研究

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汽车技术 2016年第10期 48-52页

作者：张学荣周进宝黄硕许长龙江苏大学镇江212013

根据FMVSS 208法案的相关要求,在MADYMO软件中建立3岁儿童离位工况仿真模型,并对离位工况下气囊排气孔大小、织布渗透率、起爆角度等关键参数不同水平的损伤值进行计算,揭示了气囊在展开过程中内部物理场的变化过程。在此基础上对损伤... 详细信息

根据FMVSS 208法案的相关要求,在MADYMO软件中建立3岁儿童离位工况仿真模型,并对离位工况下气囊排气孔大小、织布渗透率、起爆角度等关键参数不同水平的损伤值进行计算,揭示了气囊在展开过程中内部物理场的变化过程。在此基础上对损伤机理进行研究,结果表明:头部加速度与气囊内部压力线性相关;胸部连续3 ms最大加速度与对应3 ms时间内气囊内部压力线性相关;颈部最大轴向拉伸力与头部和胸部在Z轴方向上的最大相对位移线性相关。

关键词：安全气囊离位儿童仿真损伤机理

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基于离位儿童工况下的顶置式安全气囊的仿真与优化

基于离位儿童工况下的顶置式安全气囊的仿真与优化

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作者：朱玲琳扬州大学

学位级别：硕士

目前,汽车上使用的约束系统多数都是基于正常体位的成年人开发运用的,而忽略了其对较小体位的儿童所造成的伤害,安全气囊在高速展开过程中会造成离位儿童头骨、颈椎、胸骨等处的伤害。由于离位乘员位姿的随机性和复杂性,在离位乘员的保... 详细信息

目前,汽车上使用的约束系统多数都是基于正常体位的成年人开发运用的,而忽略了其对较小体位的儿童所造成的伤害,安全气囊在高速展开过程中会造成离位儿童头骨、颈椎、胸骨等处的伤害。由于离位乘员位姿的随机性和复杂性,在离位乘员的保护研究中需要进行大量的试验,为了降低研究成本、提高研究效率,需要通过仿真与试验相结合的方法进行研究。但由于离位仿真研究需要建立精确的气囊模型来模拟气囊的真实展开形态,因而需要对气囊模型进行正确的折叠来获得准确的参考网格、准确地模拟气囊的整个展开过程,这些都是目前离位仿真研究中的技术难点。文章对国内外离位儿童的研究方法进行阐述,通过美国与欧洲不同安全法规体系的对比,选用美国FMVSS 208法规作为研究乘员侧3岁儿童头部、胸部靠近安全气囊离位位置的儿童离位仿真的依据。通过对MADYMO软件的多刚体系统与有限元模型的介绍,采用MADYMO的Folder模块对气囊进行折叠,并用初始举证法建立基于计算流体力学算法的气囊模型。在此基础上,建立了3岁儿童假人的OOP (Out of Position)模型,并通过气囊罩盖撕裂过程的分析,将静态仿真试验与静态气囊起爆试验进行对比,验证了该多刚体-有限元混合模型的准确性。其次,通过分析实车对标情况,给出假人伤害指数,为参数优化后的气囊对乘员保护效果提供了依据。选取对气囊体积缩放系数S、气囊织布泄气性系数C、气囊织布密度ρ、气囊起爆角度θ四个参数进行优化,采用仿真数据的正交试验设计的方法确定最终优化参数值。结果表明：通过增大气囊X，Y,向的缩放比例系数、增大织布泄气性系数都能对3岁儿童胸部靠近仪表板、头部靠近仪表板两个状态的假人降低头部、胸部、颈部伤害；但对于胸部靠近仪表板的儿童假人,减小起爆角有利于降低伤害,而对于头部靠近仪表板的儿童假人,增加气囊起爆角反而更有利于降低伤害。对于3岁儿童胸部靠近仪表板的位置状态,优化后的损伤标准I3值比优化前提高了21.1%；对于3岁儿童头部靠近仪表板的位置状态,优化后的损伤标准I3值比优化前提高了25.7%。基于对儿童假人头部、颈部、胸部的损伤分析,其头部伤害指标HIC15、颈部轴向拉升力Fz、胸部压缩量D及胸部累积3ms合成加速度a3ms均在FMVSS 208法规上限之内,由此可见,优化后的安全气囊,可以有效减少对3岁儿童的损伤,充分发挥对离位儿童的保护作用。通过对比改进前、后气囊对正常位姿的成人乘员伤害,可以看出,改进后的安全气囊不仅对离位儿童起到了保护作用,而且有效降低了成人正常位姿的颈部、胸部伤害,对离位研究有开发应用价值。

关键词：离位儿童计算流体力学气囊参数优化 MADYMO 正交试验设计

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安全气囊展开引起前排离位儿童损伤机理研究

安全气囊展开引起前排离位儿童损伤机理研究

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作者：刘秋江苏大学

学位级别：硕士

随着汽车工业的发展以及道路交通事故的逐年增加，汽车的安全性也得到越来越多的重视。汽车被动安全的研究目标是在车辆发生碰撞时使乘员的损伤和死亡降到最低。安全气囊作为一种有效的被动安全保护装置，是基于50百分位成年男性设计的... 详细信息

随着汽车工业的发展以及道路交通事故的逐年增加，汽车的安全性也得到越来越多的重视。汽车被动安全的研究目标是在车辆发生碰撞时使乘员的损伤和死亡降到最低。安全气囊作为一种有效的被动安全保护装置，是基于50百分位成年男性设计的，对于离位儿童以及5百分位女性乘员会造成头骨骨折、颈椎折断、胸骨骨折等额外的伤害。\n 本文详细介绍了美国FMVSS208法规关于离位乘员保护的要求，这是是唯一涉及到离位乘员保护的法规标准，明确了离位乘员静态试验的过程和要求以及乘员头部、颈部、胸部的损伤评价准则和计算方法。目前我国还没有相关的法律法规，因此离位儿童损伤机理研究对我国安全法规的完善具有重要意义。\n 参照现有被动安全研究方法，采用试验与仿真相结合的方式开展儿童离位保护研究。以某汽车乘员侧安全气囊为研究对象，采用计算流体动力学方法，运用MADYMO软件建立安全气囊仿真模型。通过气囊静态起爆试验验证气囊的展开过程和最终展开形状;线性冲击试验以及三岁儿童离位试验验证气囊的动力学特性，最终获得稳定有效的安全气囊仿真模型。\n 根据法规FMVSS208中关于离位保护的要求，进行三岁儿童离位仿真研究。研究泄气孔大小、气体发生器产气量、织布渗透率、折叠方式、起爆角度等气囊参数对离位儿童的损伤影响;探究双级起爆安全气囊的保护性能，结果表明当点爆延迟时间为30ms，产气量分配比例为50∶50时，3岁离位儿童的综合损伤最小;研究儿童离位位置与损伤的关系，结果表明儿童距离安全气囊模块越远，综合损伤越小，越有利于儿童的离位保护。\n 研究分析气囊内部物理场在不同时刻的变化情况以及气体流速、压力、温度与乘员损伤之间的相关性，研究表明气囊内部压力与乘员损伤之间高度线性相关，并且在此基础上研究离位儿童头部、胸部和颈部的损伤机理。采用统计学方法对大量不同工况的仿真结果进行研究分析，结果表明:在HIC15的计算时间段内，头部加速度与气囊内部压力的比值系数为1.4502;胸部连续3ms最大加速度与对应3ms时间内气囊内部压力的比值系数为0.8936;颈部最大轴向拉伸力与头部和胸部在Z轴方向上的最大相对位移之间的比值系数为3.903。

关键词：汽车工程安全气囊动力学特性离位儿童损伤机理离位试验

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安全气囊点爆展开时儿童颈部约束对颅脑损伤的影响

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医用生物力学 2019年第1期34卷 1-6页

作者：阮世捷王海东李海岩吕文乐崔世海贺丽娟天津科技大学机械工程学院现代汽车安全技术国际联合研究中心天津300222

目的探讨在交通事故中安全气囊点爆展开时儿童颈部约束对颅脑损伤的影响。方法基于已构建并经过有效性验证的3岁儿童头部有限元(finite element, FE)模型,采用FE方法模拟气囊点爆展开对离位(out-of-position, OOP)状态儿童乘员头部的冲... 详细信息

目的探讨在交通事故中安全气囊点爆展开时儿童颈部约束对颅脑损伤的影响。方法基于已构建并经过有效性验证的3岁儿童头部有限元(finite element, FE)模型,采用FE方法模拟气囊点爆展开对离位(out-of-position, OOP)状态儿童乘员头部的冲击过程,研究颈部约束对交通事故中儿童颅脑响应及其损伤机制的影响。结果颈部约束的头部在受到安全气囊点爆展开的冲击之后,其运动状态与无颈部约束有很大差异,会导致儿童脑组织最大Von Mises应力明显减小,儿童颅脑损伤程度减弱。儿童头部与安全气囊距离为20、25 cm时,有颈部约束的头部脑组织最大颅内压小于没有颈部约束的头部。结论颈部约束对儿童颅脑损伤响应有较大的影响,用FE方法预测儿童颅脑损伤时应考虑颈部约束的影响。

关键词：离位儿童头颈部有限元模型颅脑响应颅脑损伤安全气囊展开

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基于LS-OPT离位儿童乘员安全气囊参数优化

基于LS-OPT离位儿童乘员安全气囊参数优化

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The 11th International Forum of Automotive Traffic Safety

作者：费敬白中浩陈可明

根据SAE J980-2008法规,建立了典型的3岁和6岁离位儿童乘员多刚体一有限元仿真模型。以乘员综合损伤评价指标Pcomb为目标函数,安全气囊参数为设计变量,采用LS-OPT集成MADYMO对选取的变量进行优化,选用空间填充试验设计采取样本点,以动... 详细信息

根据SAE J980-2008法规,建立了典型的3岁和6岁离位儿童乘员多刚体一有限元仿真模型。以乘员综合损伤评价指标Pcomb为目标函数,安全气囊参数为设计变量,采用LS-OPT集成MADYMO对选取的变量进行优化,选用空间填充试验设计采取样本点,以动态径向基函数(RBF)神经网络建立响应面模型,采用混合自适应模拟退火算法对响应面模型进行优化使Pcomb最小。此外,对比了双级和单级气体发生器气囊在低速和高速对假人损伤的影响。结果表明:对于3岁离位儿童,位置一和位置二气囊参数优化后的Pcomb值分别为0.083和0.101;对于6岁离位儿童,位置一和位置二气囊参数优化后的Pcomb值分别为0.063和0.076,基本满足US-NCAP法规的要求;同时双级气囊在高速时对假人的保护作用明显优于单级气囊。

关键词：离位儿童安全气囊参数 Pcomb LS-OPT优化

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副驾驶离位儿童损伤机理研究

副驾驶离位儿童损伤机理研究

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作者：周进宝江苏大学

学位级别：硕士

汽车被动安全产品主要包括方向盘、转向管柱、安全带、安全气囊等,交通事故中,它们能够有效的保护乘员的生命安全,避免乘员与车辆内部发生二次碰撞。目前的车辆安全产品许多并未考虑儿童乘车的情况,儿童在这些产品起作用时不能受到很好... 详细信息

汽车被动安全产品主要包括方向盘、转向管柱、安全带、安全气囊等,交通事故中,它们能够有效的保护乘员的生命安全,避免乘员与车辆内部发生二次碰撞。目前的车辆安全产品许多并未考虑儿童乘车的情况,儿童在这些产品起作用时不能受到很好的保护,有时候还会受到一些损伤,比如副驾驶安全气囊能够很好的保护50百分位的成年男子,却对于副驾驶位置的儿童造成很大损伤。本文针对副驾驶离位工况的儿童频繁遭受副驾驶气囊展开造成损伤的情况,研究美国联邦机动车安全法规FMVSS208法案的相关内容,明确了副驾驶离位儿童损伤指标的相关内容和气囊低风险展开的试验方法。进一步了解了交通事故中儿童的损伤生物学理论和头部、胸部、颈部的损伤机理,为后续研究做了理论准备。本文的主要研究方法是仿真分析,先用MADYMO软件建立安全气囊的模型,完成气囊的算法选择和折叠建模,在此基础上用气囊的静态展开试验和线性冲击试验加以验证,后加上座椅和假人等建立整个副驾驶离位工况的仿真模型,并用试验加以验证。针对饰盖门形铰链在气囊展开过程中断裂的情况,分析饰盖的应力应变分布,确定相关优化参数和优化水平,对门形铰链结构进行正交优化以减小其最大应变,用SPSS数据分析软件对于正交试验结果进行方差分析,研究各参数对于应变的影响。最终门形铰链在气囊展开过程中不再断裂飞出。研究表明,铰链根部的厚度是对铰链受到最大应变影响较大的参数。选取排气孔直径,气囊织布渗透率、双级气体发生器参数、气囊展开角度、离位位置等参数,分别改变单一因素的值,研究其对副驾驶离位儿童损伤的影响,研究发现:一定范围内,排气孔直径越大,则儿童受到的损伤越小;气囊的织布渗透率越大,则儿童受到的损伤越小。气囊的展开角度较大时,儿童的颈部易受损伤,展开角度较小时,儿童头部易受损伤。双级气体发生器的点火时间间隔较长时,对儿童的保护效果较好。离位位置不同时,儿童远离气囊模块,其损伤会减小。对副驾驶离位儿童的损伤机理进行研究,用SPSS软件对气体物理量和损伤指标进行相关性分析,发现气体压力是导致损伤的主要参数。同时,对所有模型的计算结果进行回归分析,发现HIC15积分时间段内,连续3ms头部加速度的最大值与气体压力线性相关;连续3ms胸部加速度的值与气体压力线性相关;颈部轴向拉伸力的最大值与头胸Z轴方向相对位移最大值线性相关。

关键词：副驾驶安全气囊离位儿童饰盖优化损伤机理

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安全气囊控制参数对离位儿童乘员损伤影响研究

安全气囊控制参数对离位儿童乘员损伤影响研究

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作者：费敬湖南大学

学位级别：硕士

据统计，在国内50%左右的家长习惯把儿童抱在怀里乘车，同时由于交通安全意识淡薄，部分家长选择怀抱儿童乘坐在视野较宽阔的前排。然而，现有的乘员约束系统大多是基于50百分位正常乘坐位置上的成年人设计的，这样安全气囊的起爆对离... 详细信息

据统计，在国内50%左右的家长习惯把儿童抱在怀里乘车，同时由于交通安全意识淡薄，部分家长选择怀抱儿童乘坐在视野较宽阔的前排。然而，现有的乘员约束系统大多是基于50百分位正常乘坐位置上的成年人设计的，这样安全气囊的起爆对离位儿童的损伤很大。由于我国相关的法规及设计规范没有全面实施，对于前排离位儿童乘员研究相对较少，相应的安全气囊控制参数对其损伤的影响研究也尚不充分。本文依据美国SAE J1980-2008法规和FMVSS208法规，研究了乘员侧6岁和3岁儿童胸部靠近安全气囊离位位置下的安全气囊控制参数对离位儿童乘员损伤的影响。首先，分别建立了6岁和3岁儿童乘员胸部靠近安全气囊时的离位状态下的约束系统模型并进行了跌落塔试验验证。重点采用初始矩阵法建立了安全气囊有限元模型，并针对安全气囊的展开效果进行了跌落塔试验验证。同时仿真对比了均匀压力算法与计算流体力学算法对气囊展开效果的影响，结果表明采用计算流体力学算法更能真实地模拟气囊展开初期的过程。其次，研究了双级气囊不同产气比例及延迟时间对儿童头部和胸部综合损伤的影响。由分析结果可知：对于6岁儿童，产气比例为50:50，延迟时间为40ms时，损伤值基本不变；对于3岁儿童，产气比例为50:50，延迟时间为50ms时，损伤值基本不变，将此时的双级气囊模型作为下一步气囊参数优化的依据。再次，以综合损伤指标Ic1(Ic2)为目标函数，对双级安全气囊的泄气孔缩放系数、起爆时间以及体积缩放系数进行了优化。采用拉丁超立方试验设计方法选取样本点，建立了二阶响应面近似模型，并选用序列二次规划算法对近似模型进行了优化。对于6岁儿童，优化后的Ic1值比初始值提高了17.97%；对于3岁儿童，优化后的Ic2值比初始值提高了14.25%。最后，基于智能安全气囊对离位乘员保护研究，提出了一种三根拉带平行布置的自适应安全气囊结构，并对此安全气囊进行建模，采用LS-OPT集成优化思想分析了拉带的长度、泄气孔面积缩放因子、质量流率缩放系数、气囊起爆时间以及气囊在仪表板上的安装角度这五个因素对6岁离位儿童头部、颈部和胸部损伤的影响。研究结果表明此安全气囊可以为离位儿童提供很好的保护，选取的安全气囊参数通过执行机构容易实现，也为智能安全气囊的开发提供了参考。

关键词：离位儿童双级安全气囊延迟时间参数优化自适应安全气囊

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双级点爆气囊对三岁离位儿童的伤害研究

双级点爆气囊对三岁离位儿童的伤害研究

引用

2011第十四届汽车安全技术学术会议

作者：沈明兰雁飞张金换国家质检总局缺陷产品管理中心北京100088 清华大学汽车安全与节能国家重点实验室北京100084

安全气囊意外打开可能对前排乘员造成损伤，尤其是离位儿童乘员。本文依据美国FMVSS208法规中三岁离位儿童头部靠近仪表板的位置，采用MADYMO软件模拟双级点爆气囊对儿章假人的伤害，研究儿童受伤的特点和机理;讨论双级点爆气囊的主要... 详细信息

安全气囊意外打开可能对前排乘员造成损伤，尤其是离位儿童乘员。本文依据美国FMVSS208法规中三岁离位儿童头部靠近仪表板的位置，采用MADYMO软件模拟双级点爆气囊对儿章假人的伤害，研究儿童受伤的特点和机理;讨论双级点爆气囊的主要参数对头部、胸部、颈部的人体损伤指标的影响，并以儿童伤害最小为目标进行优化设计，为双级气囊参数设计提供了参考。

关键词：双级点爆气囊离位儿童伤害机理损伤指标参数设计汽车工程

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