对撞型试验装置及其吸能特性研究

发布时间：2020-07-01 01:14

【摘要】：台车试验用于代替实车进行碰撞安全性试验。具有成本低、重复性好、拟合精度高等优点。对撞型台车试验装置是基于传统碰撞台车系统开发的新一代台车试验装置。通过弹性绳驱动,大大缩减了试验系统的场地占用面积。将试验台车碰撞刚性壁障的外力平衡变为试验台车和配重台车相撞的内力平衡,无需刚性壁障,减少了地基建设的成本。缓冲吸能装置是试验台车复现加速度波形的关键。分析国内外的各类台车系统,对比薄壁吸能管件在各工况下的吸能特点,提出采用径向压缩吸能筒的吸能方法。以复现国家标准GB15083-2006等不同的加速度波形曲线为目标,首先建立了吸能装置的有限元模型(FEM)。通过准静态拉伸试验进行模型对标,调整不同的吸能筒与压缩块的接触摩擦因数,采用最小二乘法对比试验与仿真的位移与力曲线。仿真结果表明:当摩擦因数为0.177时,试验与仿真所得的位移与力曲线及变形模式基本吻合。在此基础上,建立了完整的对撞型台车试验装置有限元仿真模型,并使用试制的台车进行模型验证。通过研究两根、四根吸能筒对应的台车动态响应特性以及吸能筒、压缩块几何特征对响应特性的影响,总结出径向压缩吸能筒复现波形的方法和步骤。列举了各个法规对应的吸能筒的数目、各段长度、壁厚等参数。根据G_1-G_2设计规程和波形等效原则(EDTW)提出了一种等效双阶梯波形的拟合方法。使用对撞型试验装置复现等效双阶梯波形,通过验证的实车正面碰撞有限元模型进行原始波形、等效波形和拟合波形下乘员的损伤对比研究。结果表明:拟合波形可在一定程度上替代实车加速度进行乘员损伤研究。
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U467.14
【图文】：

控制式和吸能材料式。每种结构都具有其固有的局限性，应用于不同的场合，一般根据使用目的选择最适合的结构形式。按波形复现的方式又可将台车试验设备分为制动式和发射式两种类型。加速式（发射式）台车采用瞬态的驱动力与恒定的制动力相结合的方式实现滑车的瞬态加速度控制。减速式（制动式）台车采用瞬态的制动力对台车的减速度波形进行控制。加速式台车的试验段是台车从静止状态加速到运动状态的过程，加速的方向与正常的驾驶方向相反。减速式和实车碰撞过程一样，加速度方向与加速度式台车的方向相反试验段为台车从特定的初始速度减速的过程。汽车行业早期最常用的典型加速式试验台是 HYGE[10]。该装置是有一种代表性的节流控制类台车系统。采用高压气体作为动力源，通过调整计量芯针外形轮廓对流体阻力进行瞬态控制，从而实现滑动平台加速度波形的模拟。根据不同的活塞的直径区分试验系统的负载能力。最高碰撞速度可达 177km/h，最大加速度可达 98g。HYGE 式脉冲波形是试验行程的函数，对高速波形的控制效果较好，但对起始波形的控制较难。常用 12 英寸与 24 英寸的 HYGE 试验台车如图 1.3 所示。

波形,液压伺服,台车

图 1.6 Messring 液压伺服减速台车的塑性变形来减速。如图 1.7，常见方的[16]，用钢筋组模拟车辆前端的刚度分溃变形吸能过程模拟实车碰撞的[18]。钢板冲击头框架滑轨b) 钢筋变形制动图 1.7 塑性变形式减速台车式相比，在波形末段，由于碰撞能量的。尽管精度较低，但塑性变形式造价最如座椅靠背和头枕强度、儿童座椅、安

【参考文献】