汽车安全带卷收器锁止机构动力学及设计方法研究
发布时间：2021-10-09 03:09
距离世界上首辆汽车的出现已经过了一百余年,在此期间,汽车工业得到大力发展。我国从21世纪开始,一直是汽车产销大国,保有量一直保持高速增长。而汽车安全一直是汽车发展的三大核心主题之一。目前我国汽车安全领域整体技术较为落后,尤其是安全带总成,其核心技术相对比较缺乏。因此,汽车安全带锁止机构的动力学研究以及关键部件设计方法的研究对安全带发展具有重大意义。分析安全带带感系统的工作原理,建立带感系统的等效力学模型,深入分析外棘齿盘、惯性块以及带敏棘爪运动关系式,建立锁止机构的动力学方程,利用数值拟合的方法提高动力学模型的求解精度。对带感系统进行参数灵敏度分析,分析惯性块转动惯量、带敏弹簧刚度以及弹簧预压缩量等参数对系统锁止加速度以及织带拉出量的影响,并利用MATLAB绘制关系曲线,确定带感机构核心尺寸的参数设计范围。对带感系统进行机构优化,通过Adams仿真验证方案的可行性。分析安全带车感锁止系统的工作原理,并分别建立在不考虑拨杆质量以及摩擦力、考虑拨杆质量以及摩擦力两种情况下的车感系统减速锁止等效力学模型,确定各部件之间的运动关系式,建立车感系统减速锁止力学方程并进行求解得到车体减速度的表达式...
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
010-2019年国内汽车保有量统计
第一章绪论5教授及其学生对主动预紧式安全带的碰撞性能进行了大量研究[40-42]；华南理工大学杜群贵教授及其学生对预紧安全带的关键技术进行研究，开发出一款新型预紧式安全带，并对其做了仿真研究[43-44]，华南理工大学王红建立了一套安全带的三维模型，建立了带感锁止机构以及车感系统的动力学模型，并对其约束性能进行仿真[45]，上海工程技术大学王晓聪对安全带带感以及车感机构的锁止时间进行Adams仿真分析，同时研究了磁流变液材料并设计了一种新型的磁流变限力器[46]。纵观近年来国内学者对汽车安全带的研究工作，安全带被集成在约束系统中，其研究重点主要是在碰撞发生时乘员的胸部压力、头部加速度、位移量等响应，以此为指标间接得到安全带的约束性能[47-52]。为了研究安全带的锁止性能，目前采用最多的方法，一是实验测试，二是计算机模拟仿真，理论层面的数学分析则相对较少，这对真正提高安全带的锁止性能以及结构性能、提高行业研发人员的技术研发水平的直接帮助还远远不够。1.3课题研究的主要内容及意义1.3.1课题研究的主要内容图1.2汽车安全约束系统图Fig1.2PictureofAutomotiveSafetyConstraintSystem本文基于与广东某汽车零部件公司的产学研合作项目，首先熟练掌握国家标准对安全带总成的相关技术要求，对市场上主流安全带总成的结构组成及工作机理进行深入分析介绍。在此基础上，了解安全带卷收器工作过程中，影响安全带锁止性能以及抗拉抗载能力的主要因素。对安全带的带感系统以及车感系统建立动力学模型，分析核心参数与系统性能的内在关系，研究核心零部件尺寸设计对卷收器内部锁止机构锁止性能的影响并确定其设计取值范围，通过仿真软件验证所建立的动力学模型的可靠性，最终通过
华南理工大学硕士学位论文8第二章汽车安全带结构及技术法规解析众所周知，汽车安全带是一辆汽车中必须配置的配件，其在汽车被动安全模块具有不可替代的作用。本文的研究重点就是对其紧急锁止性能以及结构强度进行动力学、静力学研究分析，并最终对其进行优化设计，提高其结构强度以及锁止性能的稳定性与可靠性。在此之前，深入研究其结构组成以及结构原理、分析相关法规以及实验的具体要求，将为后文的研究提供支撑。2.1汽车安全带组成与分类一般情况下，汽车安全带总成主要由织带、卷收器、锁扣、D环、高度调节器、安装固定点等组成。目前，市场上不同功能类型的安全带都是由这些组成部分经过需求设计、功能附加等方式最终开发出来。其中，按照固定点个数和固定方式的不同分为：两点式安全带、三点式安全带、四点式安全带等[53]，如图2.1所示。除此之外，在一些特定场合，还有五点式以及六点式安全带，此处不过多叙述。图2.1不同种类的安全带Fig2.1Differentkindsofseatbelts随着材料科学技术、计算机技术以及仪器仪表等技术的发展，汽车安全约束系统的发展速度也越来越快，其核心部件卷收器，由最开始的纯机械织带回收部件，慢慢发展成为如今的电子预紧限力式卷收器，不仅其紧急锁止性能更加可靠，对乘员生物保护性能也越来越高。经过不断优化以及长时间的技术积累，这些安全带具备性能优良、产品成熟且智能化水平高等优点，其中，复合敏感锁止式安全带至今依然是安全带产品中出货量的主力军，也因此决定了其成为本文的研究对象。
本文编号：3425519
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
010-2019年国内汽车保有量统计
第一章绪论5教授及其学生对主动预紧式安全带的碰撞性能进行了大量研究[40-42]；华南理工大学杜群贵教授及其学生对预紧安全带的关键技术进行研究，开发出一款新型预紧式安全带，并对其做了仿真研究[43-44]，华南理工大学王红建立了一套安全带的三维模型，建立了带感锁止机构以及车感系统的动力学模型，并对其约束性能进行仿真[45]，上海工程技术大学王晓聪对安全带带感以及车感机构的锁止时间进行Adams仿真分析，同时研究了磁流变液材料并设计了一种新型的磁流变限力器[46]。纵观近年来国内学者对汽车安全带的研究工作，安全带被集成在约束系统中，其研究重点主要是在碰撞发生时乘员的胸部压力、头部加速度、位移量等响应，以此为指标间接得到安全带的约束性能[47-52]。为了研究安全带的锁止性能，目前采用最多的方法，一是实验测试，二是计算机模拟仿真，理论层面的数学分析则相对较少，这对真正提高安全带的锁止性能以及结构性能、提高行业研发人员的技术研发水平的直接帮助还远远不够。1.3课题研究的主要内容及意义1.3.1课题研究的主要内容图1.2汽车安全约束系统图Fig1.2PictureofAutomotiveSafetyConstraintSystem本文基于与广东某汽车零部件公司的产学研合作项目，首先熟练掌握国家标准对安全带总成的相关技术要求，对市场上主流安全带总成的结构组成及工作机理进行深入分析介绍。在此基础上，了解安全带卷收器工作过程中，影响安全带锁止性能以及抗拉抗载能力的主要因素。对安全带的带感系统以及车感系统建立动力学模型，分析核心参数与系统性能的内在关系，研究核心零部件尺寸设计对卷收器内部锁止机构锁止性能的影响并确定其设计取值范围，通过仿真软件验证所建立的动力学模型的可靠性，最终通过
华南理工大学硕士学位论文8第二章汽车安全带结构及技术法规解析众所周知，汽车安全带是一辆汽车中必须配置的配件，其在汽车被动安全模块具有不可替代的作用。本文的研究重点就是对其紧急锁止性能以及结构强度进行动力学、静力学研究分析，并最终对其进行优化设计，提高其结构强度以及锁止性能的稳定性与可靠性。在此之前，深入研究其结构组成以及结构原理、分析相关法规以及实验的具体要求，将为后文的研究提供支撑。2.1汽车安全带组成与分类一般情况下，汽车安全带总成主要由织带、卷收器、锁扣、D环、高度调节器、安装固定点等组成。目前，市场上不同功能类型的安全带都是由这些组成部分经过需求设计、功能附加等方式最终开发出来。其中，按照固定点个数和固定方式的不同分为：两点式安全带、三点式安全带、四点式安全带等[53]，如图2.1所示。除此之外，在一些特定场合，还有五点式以及六点式安全带，此处不过多叙述。图2.1不同种类的安全带Fig2.1Differentkindsofseatbelts随着材料科学技术、计算机技术以及仪器仪表等技术的发展，汽车安全约束系统的发展速度也越来越快，其核心部件卷收器，由最开始的纯机械织带回收部件，慢慢发展成为如今的电子预紧限力式卷收器，不仅其紧急锁止性能更加可靠，对乘员生物保护性能也越来越高。经过不断优化以及长时间的技术积累，这些安全带具备性能优良、产品成熟且智能化水平高等优点，其中，复合敏感锁止式安全带至今依然是安全带产品中出货量的主力军，也因此决定了其成为本文的研究对象。
本文编号：3425519
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