轿车与行人碰撞及行人保护的仿真研究

发布时间：2017-04-23 22:07

  本文关键词：轿车与行人碰撞及行人保护的仿真研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 随着经济的发展和人们生活水平的不断提高,我国汽车保有量和道路交通运输量也在迅速增长,但由于驾驶员素质的参差不齐,以及国内道路长期存在的混合交通比例大,管理不善及力度不够等原因,致使交通事故率在不断增加。而在我国汽车交通事故中车辆与行人碰撞又占相当比例,统计显示约占汽车交通事故总数的27%,并且行人的伤亡率往往很高。在这些事故中头颈部和下肢的损伤又占损伤总数的70%以上,头颈部损伤是造成人员死亡的主要原因,而下肢创伤往往是交通事故中人员致残的主要因素。有专家预测,中国道路交通事故死亡率在未来于年期间仍将在此高位徘徊。这个特点就决定了在我国开展行人安全性研究工作有着特别重要的意义。 为了保护行人的安全,必须对交通事故进行细致的调查和科学的分析,基于计算机仿真的车人碰撞事故再现具有成本低、准确度高、客观性强和内容丰富等优点,能够为事故鉴定、汽车安全设计和损伤生物力学研究提供科学的依据,因此这种虚拟试验技术具有重要的研究价值和社会意义。 本文利用目前在汽车安全研究领域广泛应用的MADYMO软件,建立了汽车与行人碰撞模型,分析了汽车及行人的初始条件对行人损伤的影响。研究表明:在轿车-行人碰撞事故中,因车辆外形、碰撞速度以及人车初始运动状态的不同,行人身体将遭受不同的碰撞作用,从而产生不同的运动行为和损伤。 事实已经证明汽车安全气囊的作用巨大而且还有很大的应用前景。本文利用计算机模拟技术设计一种引擎盖气囊,其中包括气囊几何尺寸的确定、气囊气袋CAE模型的建立,重点介绍了气囊模块模型的定义。通过虚拟实验模拟气囊在人车碰撞事故中对行人的缓冲作用,得到的伤害指标与原始汽车模型对行人的伤害指标做比较,得出引擎盖气囊对行人头部和胸部可以起到明显有效的保护,同时探讨气囊的尺寸、气体压力以及泄气特性等参数对减小行人头部的伤害的影响。 本研究是我国行人安全研究的有益探索,其研究方法和结论对于指导汽车-行人碰撞事故再现分析、行人损伤尤其是损伤保护研究、行人安全法规的制订有重要参考意义。
【关键词】：汽车 行人 碰撞 保护 仿真
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：U467.14
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 行人保护技术发展现状10-14
• 1.2.1 行人保护研究的主要内容10-11
• 1.2.2 国内外研究现状11-12
• 1.2.3 行人的防护技术应用12-14
• 1.3 本文研究目的、研究内容及方法14-15
• 第2章 人体损伤机理与人车碰撞事故特征15-26
• 2.1 人体损伤机理15-16
• 2.1.1 头部和颈部的伤害机理15-16
• 2.1.2 胸、腹部的伤害机理16
• 2.2 人体伤害的评价方法16-21
• 2.2.1 头部耐冲击性和损伤标准17-18
• 2.2.2 胸、腹部耐冲击性18-19
• 2.2.3 完全伤害评价19-20
• 2.2.4 简明伤害标准(AIS)20-21
• 2.3 人车碰撞交通事故的特征21-23
• 2.4 行人气囊研究的意义23-25
• 2.4.1 行人碰撞安全气囊介绍23-24
• 2.4.2 行人气囊的开发难点24-25
• 2.5 本章小结25-26
• 第3章 建模理论与MADYMO软件模块介绍26-36
• 3.1 多刚体动力学基础26-27
• 3.2 安全气囊数值模拟的理论基础27-32
• 3.2.1 安全气囊热力学基础27-28
• 3.2.2 气囊充气模拟理论基础28-30
• 3.2.3 气囊接触过程模拟的理论基础30-31
• 3.2.4 安全气囊的工作原理31-32
• 3.3 MADYMO软件介绍32-35
• 3.3.1 多刚体系统铰链的定义32-33
• 3.3.2 多刚体系统铰链刚度的定义33
• 3.3.3 多刚体模型的接触定义33-34
• 3.3.4 多刚体模型的加速度场定义34-35
• 3.3.5 有限元模块35
• 3.4 本章小结35-36
• 第4章 人车碰撞的仿真分析36-46
• 4.1 汽车与行人碰撞模型的建立36-38
• 4.1.1 汽车多刚体模型的建立36-37
• 4.1.2 行人多刚体模型的建立37-38
• 4.2 人车碰撞模型的参数定义38-40
• 4.2.1 人车接触定义38-39
• 4.2.2 汽车行驶速度参数39
• 4.2.3 汽车前部结构尺寸39
• 4.2.4 汽车刚度参数39-40
• 4.3 人车碰撞仿真中行人的动力学响应40-45
• 4.3.1 碰撞中行人的运动特点40-41
• 4.3.2 行人头部胸部碰撞动力学指标41-43
• 4.3.3 行人初始状态对头部碰撞特点的影响43-45
• 4.4 本章小结45-46
• 第5章 行人气囊数值模型的建立46-54
• 5.1 气囊数值分析方法概述46-48
• 5.1.1 安全气囊虚拟开发过程46-47
• 5.1.2 气囊有限元模型的生成方法47-48
• 5.2 气囊几何设计48-49
• 5.3 气囊CAE模块设计49-53
• 5.3.1 气袋有限元模型49-50
• 5.3.2 MADYMO气囊模块设计50-52
• 5.3.3 气囊模块的动态试验52-53
• 5.4 本章小结53-54
• 第6章 行人气囊数值模拟及相关参数研究54-60
• 6.1 引擎盖气囊的保护效果分析54-56
• 6.2 引擎盖气囊相关参数研究56-59
• 6.2.1 引擎盖气囊的覆盖面积56-57
• 6.2.2 气垫的初始内压57-58
• 6.2.3 气囊泄气特性58-59
• 6.3 本章小结59-60
• 第7章 总结与展望60-62
• 7.1 全文总结60
• 7.2 研究展望60-62
• 参考文献62-65
• 致谢65-66
• 附录:攻读硕士学位期间发表的学术论文目录66

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 刘建勋;闫宏涛;;汽车车外安全气囊技术探讨[J];汽车工程师;2010年09期

2 宋景芬;张文平;曾娟;于皓;;基于MADYMO软件的交通事故中行人运动机理研究[J];中国司法鉴定;2013年01期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 陈金华;交叉型乘用车行人碰撞安全的设计方法与应用研究[D];华南理工大学;2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前9条

1 蔡君;汽车正面碰撞乘员约束系统模型建立及乘员保护分析[D];武汉理工大学;2011年

2 周颖;面向安全意识培训的典型道路交通情景设计与实现[D];武汉理工大学;2011年

3 闫宏涛;基于行人腿部与汽车前保险杠碰撞安全性仿真研究[D];重庆交通大学;2011年

4 胡军;汽车正面碰撞乘员约束系统仿真研究与改进设计[D];武汉理工大学;2012年

5 刘庭志;基于行人保护的弹起式发动机罩研究与开发[D];华南理工大学;2012年

6 刘敏慧;某轿车侧面碰撞车身结构安全性的仿真优化研究[D];吉林大学;2013年

7 张哲宁;基于有限元理论的枢纽内部行人仿真研究[D];北京建筑大学;2013年

8 毕腾飞;汽车碰撞行人时对行人头部保护的研究[D];武汉理工大学;2013年

9 魏政君;基于行人保护的弹起式发动机罩系统的应用研究[D];华南理工大学;2013年

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本文编号：323098