侧面碰撞约束系统的有限元开发

发布时间：2017-05-18 23:12

  本文关键词：侧面碰撞约束系统的有限元开发，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文针对某款国产SUV车型,利用Hypermesh软件建立了整车侧面碰撞有限元模型,结合有限元分析软件LS-DYNA,参考C-NCAP中可移动变形壁障侧面碰撞试验程序与GB20071-2006《汽车侧面碰撞的乘员保护》进行了侧面碰撞仿真计算。根据约束系统零部件试验的相关数据,采用有限元方法对约束系统进行建模并仿真验证其有效性,将验证完成后的约束系统匹配到有效的车体结构中,考察采用有限元方法建立的约束系统的具体工作状况,并将得到的仿真结果与试验结果进行对比验证,考察其对乘员的保护状况,从而总结出约束系统有限元开发的方法和流程。保证其他参数不变的情况下,利用THUMS人体模型替换ES-2假人模型进行乘员损伤生物力学的研究,查看人体的损伤形式和伤害结果,提出基于THUMS人体模型仿真的汽车安全设计建议。结果表明:单纯的依据ES-2假人模型的损伤指标进行考察存在一定的安全风险,但对约束系统采用有限元的方法进行建模不仅能够精确仿真气囊的展开过程,更能精确地考察约束系统对于乘员的保护,这对于约束系统的开发指导具有更直接,有效的作用,对于约束系统的优化设计提供更直观简捷的数据支持,而且能够实现与车身结构耐撞性仿真的无缝对接,减少企业对MADYMO软件、MADYMO从业人员的需求以及有限元软件与MADYMO软件对接的成本,降低开发成本和缩短开发周期,具有较实用的工程意义。
【关键词】：侧面碰撞 有限元约束系统 对标验证 乘员保护
【学位授予单位】：重庆理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U491.61
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1. 绪论9-17
• 1.1 汽车被动安全技术的研究意义9-10
• 1.2 汽车侧面碰撞的研究10-13
• 1.2.1 汽车侧碰安全性能概述10
• 1.2.2 汽车侧面碰撞研究的意义和现状10-13
• 1.3 侧面碰撞相关法规和评价规则13-14
• 1.3.1 汽车侧面碰撞的乘员保护法规13
• 1.3.2 中国新车评价规程13-14
• 1.4 本文课题背景和研究内容14-17
• 2. 侧面碰撞仿真研究理论基础17-23
• 2.1 有限元法的基本理论17
• 2.2 所用软件介绍17-18
• 2.2.1 Hyperworks软件简介17-18
• 2.2.2 LS-DYNA软件简介18
• 2.3 LS-DYNA的基本理论18-21
• 2.3.1 显式算法18-20
• 2.3.2 LS-DYNA的接触算法20-21
• 2.4 本章小结21-23
• 3. 侧碰模型的建模23-45
• 3.1 侧面碰撞车体结构模型的建立23-24
• 3.2 侧碰约束系统功能介绍与有限元模型的建立24-31
• 3.2.1 座椅功能的介绍及模型建立25-27
• 3.2.2 安全带功能介绍及模型建立27-28
• 3.2.3 车门及B柱内饰功能介绍及模型建立28-30
• 3.2.4 气囊的功能介绍及模型建立30-31
• 3.3 侧面碰撞约束系统有限元模型的验证31-36
• 3.3.1 气囊静态展开验证31-33
• 3.3.2 气囊动态冲击试验验证33-36
• 3.4 ES-2 假人模型及初始位置调节36-38
• 3.5 侧碰乘员假人伤害有限元模型搭建38-44
• 3.5.1 模型的连接设置38-41
• 3.5.2 模型的接触设置41-42
• 3.5.3 模型的边界条件的设置42
• 3.5.4 模型的控制卡片的编辑42-44
• 3.6 本章小结44-45
• 4. 侧碰模型的验证和仿真分析45-61
• 4.1 车体结构的仿真验证45-49
• 4.2 乘员伤害的仿真验证49-58
• 4.2.1 骨盆伤害的仿真验证51-52
• 4.2.2 胸部伤害的仿真验证52-54
• 4.2.2.1 肋骨变形量、粘性指标及胸部伤害结果52-53
• 4.2.2.2 胸部脊柱伤害结果53-54
• 4.2.3 腹部伤害的仿真验证54-56
• 4.2.4 头部伤害的仿真验证56-58
• 4.3 侧面约束系统的开发流程58-59
• 4.4 本章小结59-61
• 5. 人体损伤生物力学、损伤机理和损伤部位预测61-73
• 5.1 人体损伤生物力学基本介绍61
• 5.2 碰撞冲击下人体损伤机理研究61-62
• 5.3 THUMS人体模型介绍62-63
• 5.4 试验对应人体部位损伤预测63-71
• 5.4.1 乘员骨盆处损伤风险评估66-67
• 5.4.2 乘员胸部脊柱胸腰椎处损伤风险评估67-68
• 5.4.3 乘员胸腹部损伤风险评估68-70
• 5.4.4 乘员头部侧碰损伤机理及风险评估70-71
• 5.5 本章小结71-73
• 6. 总结与展望73-75
• 致谢75-77
• 参考文献77-80
• 个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果80

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