安全气囊防护的仿真模型

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基于华塑CAE的乘用车安全气囊盖的注塑模设计

基于华塑CAE的乘用车安全气囊盖的注塑模设计

图1 第一套充模方案图2 第二套充模方案3 模拟结果分析1 填充分析填充时间是从模具合模后,注塑机螺杆快速前移,将塑料熔体通过浇注系统注入模腔算起,到塑料熔体充满模腔体积达95%左右填充时间越短,成型效率越高。

但在实际生产中,填充时间会受到诸多因素影响,所以在时间的计算上需要综合考虑。

此次填充分主要是研究同样参数下,不同塑料熔体的充模情况,根据充模时间的长短,来判断2种充模方案的合理性。

如图3所示的2种模型数据方案a的填充时间为0.65 s,方案b的填充时间为0.52 s,间上来看,2个方案相差不大,而且填充较为完整均匀,内部溶体流向无短射。

3.2 保压切换压力分析当注塑即将充满腔体时,螺杆会从原来的流动速率控制转换为压力控制[2],这个转化时间点称之为保压切换控制点,也就是图3 充模时间分析3.3 气穴分析所谓气穴,是指熔体在流动过程中形成在塑件内部的气泡。

气泡的产生极易造成塑件内部填充不完全和保压不充分,最终在塑件表面形成缺陷。

情况严重时,内部气泡还有可能出现压缩,从而形成热量,最后造成焦痕,影响安全气囊盖的质量和美观度。

如图4所示,图中黄色小圆球代表产生气穴区域,a方案的安全气囊盖面板标牌区域及标牌区域周边就有较多的气泡,尤其是标牌区域更为明显,分布也比较分散,对塑件表面质量和美观度都有极严重的影响;b方案中的气泡数目明显较少,气泡主要集中在侧壁和标牌区域周边,而侧壁上的气穴可通过分型面及顶杆与模具配合的间隙排除,或设置专门的排气槽加以解决,对塑件的外观和质量影响并3.4 熔接痕分析熔接痕是产品注射过程中,多股流体汇集而形成的如同线状的缺陷,浇口的数目及位置也是熔接痕形成的主要原因。

熔接痕的存在不仅影响塑件的美观度和质量,对气囊盖的点爆性能、机械性能【参考文献】[1]周健波,等.基于Moldflow的仪表板安全气囊框注塑模具设计[J].模具技术,2017(1)5-7.[2]文根保,等.现代注塑模结构设计实用技术[M].北京:机械工业出版社,2014.图4 气穴分析图5 安全气囊盖注射模定模部分图6 安全气囊盖注射模动模部分图7 安全气囊盖注塑模总装图。

汽车安全气囊静态起爆虚拟仿真实验研究

汽车安全气囊静态起爆虚拟仿真实验研究

汽车安全气囊静态起爆虚拟仿真实验研究高奇;杨胜;孙一瑶【摘要】以国内某型乘用车驾驶员侧安全气囊为研究对象,采用虚拟仿真技术进行气囊的结构设计.应用MADYMO软件搭建了气囊平台模型、气袋模型和乘员约束系统模型,进行了零部件强度分析并优化了结构设计.经过安全气囊静态起爆试验,验证了汽车安全气囊虚拟仿真优化设计的正确性.【期刊名称】《实验技术与管理》【年(卷),期】2018(035)007【总页数】4页(P133-136)【关键词】汽车安全气囊;静态起爆;虚拟仿真实验;MADYMO【作者】高奇;杨胜;孙一瑶【作者单位】辽宁工业大学机械工程与自动化学院 ,辽宁锦州 121001;锦州锦恒汽车安全系统股份有限公司 ,辽宁锦州 121001;锦州锦恒汽车安全系统股份有限公司 ,辽宁锦州 121001【正文语种】中文【中图分类】U491.61为保护汽车驾驶员以及乘员在道路交通事故发生时的安全,汽车安全气囊得以广泛应用并成为保护汽车驾驶员及乘员安全的最后防线[1]。

同其他汽车安全产品一样,安全气囊从开发到应用需要进行大量的理论与结构设计及试验验证。

随着非线性有限元技术的发展,应用于汽车碰撞仿真的有限元技术也开始应用在安全带、假人模型和安全气囊的模型中[2-4]。

美国丰田公司的Stephanie Schneider[5]利用MADYMO分析软件建立了带有胸部和骨盆侧碰撞气囊的分析模型,通过试验证明胸部和骨盆侧碰撞气囊在侧面碰撞时能够有效地减少对乘员的伤害。

文献[6]利用MADYMO分析软件建立了基于微型车驾驶室乘员约束系统有限元模型,提出小体积气囊、小排气孔截面积和高气流率发生器的组合将产生最佳防护效果。

利用计算机仿真技术模拟汽车碰撞时安全气囊的保护效果,已经被公认为高效而经济的开发手段[7-9]。

本文采用虚拟仿真和与试验结合的方法,在校验零部件结构强度的基础上,完成安全气囊静态起爆试验,验证设计数据的准确性和可行性。

安全气囊展开的三种数值模拟方法的对比

安全气囊展开的三种数值模拟方法的对比

安全气囊展开的三种数值模拟方法的对比车凯凯;王美松【摘要】在安全气囊实际开发中,利用仿真技术可降试验成本,缩短开发周期。

针对控制体积法(CV)、任意Lagrange-Euler法(ALE)和粒子法(CPM)3种模拟方法,该文对比了各自的适用范围和优缺点,给出了各方法的理论模型以及有限元建模方法;结合某车型驾驶员侧折叠气囊,仿真对比了各方法的展开效果、温度、压力分布等主要参数。

结果表明:CV法更适用于在位情况下的气囊仿真分析;而ALE法和CPM法可分析离位情况下气囊流场分布,且在气囊展开初期可考虑到气流效应对乘员的影响。

该研究结果可为对气囊仿真方法的选择及气囊设计提供参考。

%Numerical simulation technology is an important tool to reduce cost and time for safety airbag development. Three prevalent principal methods, i.e. the Control Volume Method (CV), the Arbitrary Lagrangian Eulerian Method (ALE), and the Corpuscular Method (CPM), were compared for the application and the characteristics of airbag. The deployment process, the temperatures, and the pressures were simulated using mathematic theories and ifnite element model for a developing vehicle with a folded driver side airbag. The simulation results of these methods show that the CV method is more suitable for airbag simulation under in position (IP) condition, while the ALE method and the CPM method are perfect for analyzing the lfow ifeld and its effects on passengers of airbag deployment under out of position (OOP) condition when taking into account lfow effect at the initial stages of airbagdeployment. These results wil provide references for the selection simulation method and actual design for airbag deployment.【期刊名称】《汽车安全与节能学报》【年(卷),期】2013(000)003【总页数】7页(P250-256)【关键词】汽车工程;被动安全;安全气囊展开;仿真模拟;控制体积法(CV);任意Lagrange-Euler法(ALE)和粒子法(CPM)【作者】车凯凯;王美松【作者单位】上海交通大学机械与动力工程学院,上海 200240,中国;深圳比亚迪汽车有限公司,深圳 518118,中国【正文语种】中文【中图分类】U461.91随着中国经济的发展,中国汽车销量逐年增加,并于2009年首次超越美国,成为世界汽车产销第一大国。

安全气囊建模

安全气囊建模

1 安全气囊建模(Airbag Modelling)与安全带约束系统类似,安全气囊也属于车内重要的乘员安全部件。

为了得到具有预测性的模拟计算结果,气囊的精确建模非常重要。

针对气囊建模中的经常用到的重要功能,本章首先介绍正确设置气囊模型方法。

然后详细介绍不同气囊的应用:-使用 Gas Flow模块的移位乘员(OOP)模拟-使用均匀压力 Uniform Pressure算法的正常位置(In Position)的司机侧气囊模拟-最后简单介绍胸部侧撞气囊 (thorax airbag) 建模的过程。

1.1 气囊建模相关的功能在气囊建模过程中,用户会经常面对一些与气囊相关的重要功能。

以下将对这些问题进行解释。

1.1.1积分步长和计算时间为提高气囊模拟的预测性,有限元气囊模拟需要使用较小的积分时间步长。

通常情况下,为了正确计算接触,建议采用的时间步长为10-6s ,特别是在需要精确模拟气囊展开过程和使用有限元假人的时候。

为减少计算时间,提高计算效率,通常可以采用两种方法:(1)有选择地定义接触单元。

未发生接触的单元应尽量避免定义接触。

(2)只在单元发生接触时激活接触算法。

可以利用STA TE.CONTACT检测单元是否发生接触,并配合SWITCH.* 将接触单元激活。

注意,当FE模型中使用Gas Flow (GF)模块时,FE与GF计算之间不允许使用子循环(sub-cycling),而是采用两个积分时间步长中较小的一个。

当GF cell尺寸较小和气流速度较高时,GF时间步长会减小,导致FE部分的时间步长同样减小。

当此FE模型与其他FE模型发生接触时,为保证接触计算的同步,其他FE模型会被设置成相同的时间步长。

1.1.2气囊折叠模块—MADYMO Folder气囊折叠模块 Folder 可以折叠任意形状的平面网格(flat mesh),并提供两种使用模式:标准模式以及新开发的网格无关模式 (mesh independent)。

安全气囊展开的三种数值模拟方法的对比

安全气囊展开的三种数值模拟方法的对比
I S S N 1 6 7 4 — 8 4 8 4 汽车安全 j 节能学报 , 2 0 1 3年 , 第 4卷
CN 1 l - 5 9 0 4 / U
第3 期
09 / l 3 25 0—25 6
J Au t o mo t i v e S a f e t y a n d E n e r g y , 2 0 1 3 , Vo 1 . 4 No . 3
d e v e l o p m e n t . T h r e e p r e v a l e n t p r i n c i p a l m e t h o d s , i . e . t h e C o n t r o l V o l u m e M e t h o d( c v ) , t h e A r b i t r a r y L a g r a n g i a n
c h a r a c t e r i s t i c s o f a i r b a g . T h e d e p l o y me n t p r o c e s s , l h e t e mp e r a t u r e s , a n d f h e p r e s s u r e s w e r e s i mu l a t e d u s i n g ma t h e ma t i c f h e o r i e s a n d f i n i t e e l e me n l mo d e l f o r a d e v e l o p i n g v e h i c l e wi t h a f o I d e d d r i v e r s i d e a i r b a g . T h e s i mu l a t i o n r e s u l t s o f f h e s e me t h o d s s h o w l h a l f h e C V me t h o d j S mo r e s u i t a b l e f o r a i r b a g s i mu l a t i o n u n d e r i n

气囊仿真现状及关键技术研究

气囊仿真现状及关键技术研究
p r e s e n t e d f o c u s i n g o n t h e t h e o r y a n d a p pl i c a t i o n o f Un i f o r m Pr e s s u r e,Co mpu t a t i o n a l Fl u i d Dy na mi c s a n d Co r p u s c u l a r P a r t i c l e Me t h o d b e i n g wi d e l y u s e d c u r r e n t l y . Mo r e o v e r,t he k e y t e c h ni c a l p r o b l e ms d u in r g t h e pr o c e s s o f a i r b a g s i mu l a t i o n a r e p r e s e n t e d .At l a s t ,p r o s p e c t i s ma d e a b o u t t he de v e l o p me n t o f a i r b a g s i mu l a t i o n t e c h n i q u e.
和气体发生器模型。完整的安全气囊 防护系统 的
模 型还涉 及 到汽 车乘 员 模 型 和车 辆 模 型等 。 能够
收 稿 日期 : 2 0 1 3— 0 2—1 8
上海汽车
2 0 1 3 . 0 4

45 ・
聚圈
如实 反 映气囊 的展 开过 程 是 建立 仿 真 模 型 的基 本 出发 点 , 因为 气 囊 的展 开 过 程 仿 真 是 安 全 气 囊 仿 真 的核心 。 在安 全气 囊 系统 运 行 仿 真 阶 段 , 除 了模 型 本 身要 建立 在正 确 的数 学 、 力 学 和试 验 基 础之 上 外 , 模 型 的输 入参 数 正确 与否 对 仿 真 的结 果 也将 产 生 直接 的影响 。如 每一 种 车都 有 自己 的结 构 特点 和 缓 冲吸 能特性 , 所以, 安全 气 囊 仿 真 时使 用 的碰 撞 载荷 波 形一般 都来 源 于 实 车或 台车 碰撞 试 验 。模

Flexsim在安全气囊装配生产线中的仿真应用研究

Flexsim在安全气囊装配生产线中的仿真应用研究

第二 类 : 于 面 向对 象法 的仿 真软 件应 用 , Wi 基 如 t -
流程进 行设 计 , 企业 受传 统制造 思想 的束 缚 , 主要 考虑
的是 生产 线 的生产 能力 , 往往 忽 视 生 产 线 上 的 物 流 问
ns、 r a e Ae 等等。但是 , s n 这一类软件有 的对模 型的数 据统 计分 析能 力不 足 , 能 按 照 自身要 求 进 行 数 据产产 品 的种类 增多 , 生 导致
了生 产现 场混 乱 , 制 品 大 量 堆 积 , 流 通 道 不 畅通 , 在 物 严重 阻碍 了企 业 的正常 生产 。加 之企业 对 于操作 人 员
的分 配不 合理 , 往往 对 其进行 单 独考虑 , 有充 分考 虑 没 到人 与机 器 的关联 性 … , 得 操 作人 员 忙 闲不 均 且 出 使
( i nn nvr t o eh ooy J zo 2 0 1 HN) La igU i s y f c n l 。 i h u1 10 。C o e i T g n
Absr c Th se l i s su i d n e h F e sm i lto s fwa e An c u l DAB se l l e s t a t: e a s mb y lne i t d e u d r t e lx i smu a in ot r . a t a a s mb y i i n
e it n r b e ,t e s li g s h me r u o wad.T e mo e ss tu g i y Flx i ,a ai x se tp o lms h o vn c e s a e p tf r r h d li e p a an b e sm nd v - l d t st e s h me e sb lt h e f a i l p r a h i fe e n o d rt h i l t n a d r s a c f ae h c e s f a i ii y.T e sb e a p o c s o r d i r e o t e smu a i n e e r h o o

改进的汽车安全气囊静态点爆仿真方法

改进的汽车安全气囊静态点爆仿真方法

改进的汽车安全气囊静态点爆仿真方法赵伟;刘强【摘要】对主驾驶安全气囊静态点爆的前期阶段进行仿真,并结合实验进行验证.详细描述气囊压缩折叠方法和气囊压缩后的质量要求,分析影响仿真精度的因素并提出验证这些因素准确性的方法.结果表明测量支反力是验证气囊在展开过程中对周围零部件作用力的产生以及零部件间力传递过程是否准确的有效途径.【期刊名称】《计算机辅助工程》【年(卷),期】2014(023)003【总页数】4页(P21-24)【关键词】汽车;安全气囊;质量要求;静态点爆;支反力【作者】赵伟;刘强【作者单位】奥托立夫(上海)汽车安全系统研发有限公司系统安全部,上海201807;奥托立夫(上海)汽车安全系统研发有限公司系统安全部,上海201807【正文语种】中文【中图分类】U4630 引言随着社会的快速发展和科学技术的提高,我国的道路状况不断得到改善,汽车逐渐进入大众家庭,其保有量快速增长.随之而来的交通事故总量和因此而产生的生命和财产损失日趋上升.因此,保护乘客和行人的安全日益受到人们的关注,汽车的主动和被动安全变得十分重要.自1953年美国工程师约翰·赫缀克发明SRS气囊系统以来,被动式安全一直发挥着重要作用.[1]美国通用汽车公司在1989年的一项研究表明:SRS气囊系统与座椅安全带共同使用可使驾驶员和前排乘员的伤亡人数减少43%~ 46% .[2]汽车安全气囊是一把双刃剑:一方面,当汽车发生碰撞事故时,它能够在乘员和汽车内部构件中形成一道缓冲与吸能屏障,减少乘员所承受的减速冲击和二次碰撞力,从而达到保护乘员的目的[3];另一方面,如果设计不当可能对乘员造成二次伤害,甚至是致命伤害[4],例如:主驾驶安全气囊气袋在点爆过程中被高温高压气体击穿、罩盖部分飞出,徽牌脱离罩盖以及方向盘其他部件被击碎等.气囊的智能化、小型轻量化、全方位化、环保化和虚拟化成为未来气囊设计的必然趋势.[5-6]智能化气囊需要先进的传感系统和电子运算系统,能够在短时间内提供包含乘员身材、体质量、位置和是否系安全带等可靠的碰撞环境信息.小型轻量化的气囊能够快速充满气体,具有效率高、成本低、使总成体积更小的优点.气囊发展至今,已经能够全方位地保障乘员和行人的安全,例如正面碰撞气囊、侧面碰撞气囊、膝部气囊、翻滚气囊、幕屏式气囊及行人保护气囊等.[7-9]采用能够快速释放无害无毒气体的发生器和环保型气袋材料可有效保护环境.随着计算机技术的飞速发展,虚拟技术被应用到汽车安全系统零部件设计、生产和制造的各个环节.[10-11]目前基于约束系统研究的文献较多,但对约束系统中有关零部件的仿真方法和经验分享的文献不多见.本文主要针对主驾驶安全气囊展开过程的前期阶段进行研究,结合实验验证仿真结果,为汽车被动安全系统零部件设计和仿真精度提高提供参考.1 气囊的折叠主驾驶气囊分上中下3层,发生器和泄气孔安装在气囊最下层,中间一层包含3个拉带,2块圆形和环形的布作为最上层.折叠方式主要有压缩折叠和卷折叠.本文仿真采用压缩折叠,根据气囊容器和上罩盖内腔的形状,先零六点压缩,然后三九点压缩,最后将发生器压入气囊,模型见图1.图1 气囊压缩模型Fig.1 Compression model of airbag检查气囊压缩后质量非常重要,关系到气囊前期展开状态.首先保证气囊内所有单元没有被穿透,并尽量减少由气囊厚度引起的干涉.气囊单元尺寸应尽量均匀,使大多数单元尺寸与参考几何尺寸保持一致.气囊压缩模型见图2,单元间穿透和干涉均为0,最小单元尺寸为1.2 mm.实际上,气囊安装完成以后织带间自然产生膨胀,气囊相互挤压对周围容器内壁有一定的作用力,但是由于其与气体充入气囊并使其快速膨胀产生的力相比小很多,所以可以不予考虑.图2 气囊压缩后模型Fig.2 Model of compressed airbag2 模型组建罩盖、容器和方向盘骨架采用六面体网格划分,单元平均尺寸为2 mm,其他零部件均按照实际模型划分网格,方向盘下罩盖采用壳网格划分,方向盘骨架周围的发泡采用四面体网格划分.气囊材料为350detx,选用膜单元和织带材料(MAT34),经纬度角为45°.在转向管柱下段节点施加六自由度约束.选取85,23和-35℃等3个温度进行静态点爆分析,仿真设置保持与静态点爆实验设置一致.在不同温度下,除塑料材料性能发生很大变化外,还应当考虑发生器的性能变化.选用LS-DYNA求解器求解,求解时间步长为2.03×10-4ms.采用粒子法点爆气囊,粒子数为50 000个.在实验前的数小时,将主驾驶气囊整个模块(包括罩盖、气囊容器、气囊和发生器等)放入相应温度下的恒温箱内保温.实验时从恒温箱内取出模块,在3 min内完成实验的安装调试并点爆气囊,有效保证实验温度的精确性.3 仿真与实验对比分析3.1 失效情况对比和改进方法在高温85℃时,上罩盖六点钟方向断裂飞出,仿真结果与实验结果一致,见图3和4.图3 罩盖最大主应力云图,kNFig.3 Maximum principal stress contours of cover,kN图4 罩盖断裂照片Fig.4 Photo of cover break铰链处断裂是罩盖失效的主要形式之一.为满足在低温下材料变脆也能够顺利反转的条件,铰链壁设计较薄,但在高温下材料性能变软,薄壁就成为罩盖最弱的部位.这是一个相互制约的平衡性问题.改进措施主要有以下4点:(1)优化铰链的壁厚,使其既能够满足高温又能够满足低温对材料性能的要求.(2)增加铰链的长度或在铰链的两侧适量增加筋,使其能够承担更大的拉伸力.(3)优化撕裂线末端形状,撕裂线末端弯曲结尾或末端逐渐增厚.(4)减轻罩盖反转部分的质量,降低高速下的惯性力.采用第二条改进措施,将撕裂线末端向左右两边移动,增加铰链的长度,取得良好效果.新样件制造后再次实验,罩盖铰链处未发生断裂.3.2 气囊展开形状与罩盖开启位置对比气囊折叠方式对气囊展开前期阶段的形状影响较大.气囊铺平以后表面有些褶皱,在实际压缩过程中,气囊会顺着这些褶皱凸起凹下,自然形成Z字形,但在气囊压缩折叠的仿真中,真正做到与实际完全一致比较困难.在常温23℃时,仿真选用与实验相同的时间轴起点点爆气囊.气囊在同一时刻下展开形状与实验基本一致,同时罩盖的开启状态也与实验保持一致,见图5.仿真前需要先校核一些因素的准确性.首先,判断发生器气流和温度流曲线是否精准,可以通过仿真模拟测量Tank曲线的实验过程,即在固定容积且密封的容器内点爆发生器,测量容器内压力随时间变化的曲线.其次,检查气囊的折叠质量.确定气囊在仿真压缩过程中形状变化与实际是否一致,另外在压缩后检查单元间是否存在穿透和干涉以及单元尺寸是否均匀一致.如果气囊多数单元尺寸被压缩至1/3以内,需要在点爆前对气囊进行“放松”,使气囊单元尺寸尽量恢复到原长.最后,检验罩盖材料的准确性.罩盖的A面分布撕裂线,气囊需要沿着撕裂线将罩盖撕裂开罩盖才能正常开启,因此涉及到罩盖变形和单元失效问题,可以结合材料高速拉伸试验、摆锤实验或冲击试验来验证材料的准确性.图5 气囊形状和罩盖位置Fig.5 Airbag shape and cover position3.3 支反力验证除对比气囊的展开形状和罩盖的开启状态外,还应对支反力进行验证,以保证气囊在展开过程中对周围零部件的作用力和零部件间力的传递正确无误.在转向管柱下端安装力传感器,测量沿转向管柱轴向方向(z向)的支反力.选取低温-35℃模型进行对比,结果见图6.仿真中的支反力峰值比实验大400 N,是由于实验中高温高压的气流从发生器中冲出给冰冷的气囊充气,存在热传递和能量散失问题.在仿真中并未考虑这一能量散失的过程,因此仿真中支反力略大于实验测量值.图6 支反力实验与仿真结果对比Fig.6 Comparison of reaction force obtained by experiment and simulation支反力验证工作非常重要.仿真模型中气囊对周围零部件间的作用力和零部件间力的传递过程是否准确,需要根据支反力判断.目前,气囊在展开过程中对罩盖和气囊容器的作用力没有更有效的方法进行测量,因此支反力是验证作用力产生和传递过程是否准确的唯一有效途径.4 结论通过仿真分析主驾驶安全气囊展开过程的前期阶段,并结合实验对比验证,得到提高仿真精度的一些方法.(1)详细介绍气囊折叠过程和罩盖的主要失效形式以及改进方法,通过实验验证表明改进方法效果明显.(2)对比气囊展开形状和罩盖开启状态的仿真结果与实验结果,得出影响仿真精度的一些因素,如发生器气流和温度流曲线、气囊折叠质量和罩盖材料等.(3)测量支反力是验证气囊展开过程中作用力产生和传递过程是否准确的一种有效方法.提高仿真精度,还应考虑高温高压气流与气囊间的热交换,气囊与周围环境的热交换以及气囊中高压气体通过气囊渗透到周围环境的能量损失等.参考文献:【相关文献】[1]SHAHMANESH N.Vehicle safety[J].Automotive Engineer,1998,25(10):44-52. [2]游世辉,钟志华.汽车安全气囊的计算机仿真研究的现状与趋势[J],湖南大学学报:自然科学版,2000,27(3):43-53.YOU Shihui,ZHONG Zhihua.Review of the research on computer simulation of working process of automobile airbag in China and abroad[J].J Hunan Univ:Nat Sci,2000,27(3):43-53.[3]钟志华,杨济匡.汽车安全气囊技术及其应用[J].中国机械工程,2000.02,11(1-2):234-238.ZHONG Zhihua,YANG Jikuang.Automotive airbag technology and its application [J].China Mech Eng,2000,11(1):234-238.[4]刘子建,黄天泽,张建华,等.安全气囊对汽车乘员碰撞损伤防护的研究[J].机械工程学报,2001,37(5):12-17.LIU Zijian,HUANG Tianze,ZHANG Jianhua,et al.Survey of research on airbag for occupant injury prevention from vehicle impacts[J].Chin J Mech Eng,2001,37(5):12-17.[5]何文,钟志华,杨济匡.汽车安全气囊技术的新发展[J].汽车研究与开发,2000(4):33-37.HE Wen,ZHONG Zhihua,YANG Jikuang.New development of automotive airbag [J].Automobile Res & Dev,2000(4):33-37.[6]金加龙.汽车安全气囊的发展[J].浙江交通职业技术学院学报,2002,3(1):19-23.JIN Jialong.The development of automobile airbag[J].J Zhejiang Vocational& Tech Inst of Transportation,2002,3(1):19-23.[7]NOZUMI S.Development of occupant classification system for advanced airbag requirements[J].Mitsubishi Motors Tech Rev,2004(16):61-64.[8]HONG S,JEONG H,JOO B,et al.Invisible knee airbag module development[C]//Proc SAE 2007 World Congress& Exhibition,SAE Tech Paper 2007-01-0347.Detroit:SAE Int,2007:497.[9]LU Z,CHAN P C.Out-of-position airbag load sensitivity study[C]∥Proc SAE 2004 World Congress& Exhibition,SAE Tech Paper 2004-01-0847.Detroit:SAE Int,2004:847. [10]张君媛,林逸,张建伟.汽车安全气囊起爆车速与乘员伤害关系的仿真研究[J].中国公路学报,2004,17(1):102-105.ZHANG Junyuan,LIN Yi,ZHANG Jianwei.Simulation of relation between airbag fire speed and occupants’injury values[J].China J Highway& Transport,2004,17(1):102-105.[11]何文,钟志华,杨济匡.汽车安全气囊工作性能仿真试验验证技术研究[J].机械工程学报,2002,38(4):126-129.HE Wen,ZHONG Zhihua,YANG Jikuang.Research on experimental validation of computer simulation of working performance of automobile airbag[J].Chin J Mech Eng,2002,38(4):126-129.。

电梯安全气囊系统方案设计及仿真分析

电梯安全气囊系统方案设计及仿真分析

电梯安全气囊系统方案设计及仿真分析李成凯;毛玉莲【摘要】电梯是人们生活中常用的现代化立体交通工具,电梯安全备受社会关注.基于此,提出了地板凹陷式与立柱气帘组合式电梯安全气囊方案,并通过模拟仿真对两种方案进行了对比分析.仿真分析结果表明,地板凹陷式电梯安全气囊方案适合应用于额定人数少于8人、额定载重600kg以下的小型电梯;立柱气帘组合式电梯安全气囊方案适用应用于额定人数10人以上、额定载重750kg以上的中型电梯.随着电梯安全气囊技术逐步成熟,这两种方案会有更为广泛的应用市场与发展前景.【期刊名称】《现代制造技术与装备》【年(卷),期】2019(000)006【总页数】3页(P66-67,69)【关键词】电梯安全;气囊设计;仿真模拟【作者】李成凯;毛玉莲【作者单位】东营市科技创新服务中心,东营 257000;东营市科技创新服务中心,东营 257000【正文语种】中文电梯是生活中普遍使用的现代化立体运载工具,其安全应性备受社会关注。

在已经发生的电梯事故中,电梯轿厢失控坠底事故是最严重的。

虽然在电梯最底部装有缓冲装置来进行缓冲,但此装置只是让电梯轿厢能够较为平稳的停下,而电梯里的乘客仍然要承受不小的冲击力,所以乘客经常会在电梯坠落时造成各处骨折,甚至死亡。

电梯被困是电梯事故中最常见的一种情况,虽然不会造成乘客伤亡,但是在等待救援的过程中,对人心里伤害极大,会造成乘坐人员出现恐惧症或焦虑症。

本文将提出电梯坠落时,乘员安全保护方案,旨在降低电梯坠落事故损伤度,有效保护电梯中乘客人身安全和心理健康。

1 电梯安全气囊系统方案设计1.1 电梯安全气囊设计理念众所周知,电梯坠落对乘坐人员的伤害来源于电梯桥箱底部。

因此,安全气囊必须铺满电梯轿厢底部,尽量避免气囊张开时乘客与轿厢侧壁发生碰撞。

由此,根据桥箱框架式结构分布设计了2个电梯安全气囊方案,即地板凹陷式电梯安全气囊方案与立柱气帘组合式电梯安全气囊方案。

1.2 地板凹陷式电梯安全气囊方案地板凹陷式电梯安全气囊方案是在桥箱底部安装安全气囊,具体方案是采用四个小气囊铺分布铺设在满轿厢地板,充气后组成为一个凹陷的大气囊,其结构不占用轿厢内部乘坐空间。

汽车安全气囊展开过程的仿真算法

汽车安全气囊展开过程的仿真算法

精 度进行 了探讨 . 至 目前 , 内尚无 应用 该 方法 的 截 国
公 开发 表 文献.
C M 方法 将 气体 做 粒子 离 散化 处理 , 避免 基 P 可 于连 续 介 质 的 方法 在 处 理 气 体泄 漏 问题 上 的缺 陷. 此 外 , 确 的 材 料模 型是 精 确 气囊 展 开 仿 真 的必 要 准 前 提 , 对气 袋织 物 的材料 模 型进 行研 究 . 分别 采 故 并 用 C 和 C M 方 法 对 平 铺 气 囊 和 折 叠气 囊 的展 开 V P 过 程进行 仿 真 , 对 比仿真 结果 . 并
r s l r o ae n ic s d ti o cu e h tC e ut we ec mp rd a d ds u s .I sc n ld d ta V s e
me h d i o l s i be o smu a i g h e ib g n I t o s n y u t l fr i lt t ar a a d P a n o c p n n e a to c u a ti t r c i n,wh l P c o n s f r t e i t r c i n i C M a c u t n e a t e o h o o i s e d g s f w n i b g f b i n t ry p a e o fh p e a o a d a r a rc i h e l h s f l a e a d p o me t n a e a p id t i l t g t n e a to e ly n ,a d i c n b p l smu a i h i t r c i n t e o n e
( . C l g f uo t e td s T nj Unv ri , S a g a 1 ol e o A tmoi Su i , o gi ies y h n h i e v e t

汽车安全气囊工作过程计算机仿真理论与试验验证技术研究

汽车安全气囊工作过程计算机仿真理论与试验验证技术研究

汽车安全气囊工作过程计算机仿真理论与试验验证技术研究一、研究背景和意义随着汽车工业的快速发展,汽车安全气囊作为一项重要的主动安全技术,已经在全球范围内得到广泛应用。

汽车安全气囊在车辆碰撞时能够迅速充气,保护驾驶员和乘客免受严重伤害。

然而由于气囊系统的设计、制造和安装涉及到多个领域的知识,如材料科学、力学、电子工程等,因此对汽车安全气囊的工作过程进行深入研究具有重要意义。

近年来随着计算机仿真技术的不断发展,计算机仿真已经成为研究汽车安全气囊工作过程的重要手段。

通过计算机仿真技术,可以对气囊系统的各个部件进行详细的分析和优化设计,从而提高气囊系统的性能和安全性。

同时计算机仿真还可以帮助工程师们更好地了解气囊系统在实际碰撞中的表现,为产品的研发和改进提供有力支持。

目前国内外已经有很多关于汽车安全气囊工作过程的计算机仿真研究取得了一定的成果。

然而这些研究大多集中在理论层面,对于气囊系统的实际应用和验证仍存在一定的局限性。

因此开展汽车安全气囊工作过程计算机仿真理论与试验验证技术研究具有重要的理论和实际意义。

首先通过对汽车安全气囊工作过程的计算机仿真研究,可以进一步完善气囊系统的设计理论,提高气囊系统的性能和安全性。

这将有助于降低气囊系统的重量、成本和能耗,从而提高整车的竞争力。

其次计算机仿真技术可以为气囊系统的试验验证提供有效的手段。

通过模拟实际碰撞场景,可以对气囊系统在不同工况下的性能进行评估,为产品的改进和优化提供有力支持。

同时计算机仿真还可以辅助工程师们进行气囊系统的耐久性和可靠性试验,确保产品的质量和安全性。

汽车安全气囊工作过程计算机仿真理论与试验验证技术研究可以为相关领域的研究提供新的思路和方法。

通过将计算机仿真技术与实际应用相结合,可以推动整个行业的发展和技术进步。

1.1 汽车安全气囊的工作原理和发展历程汽车安全气囊作为一种被动式安全保护装置,其主要功能是在车辆发生碰撞时迅速充气,形成一个保护性屏障,有效地减轻乘员在碰撞过程中受到的伤害。

基于Pam-crash的CAB气囊建模和对标分析(20130531)

基于Pam-crash的CAB气囊建模和对标分析(20130531)

基于Pam-crash的CAB气囊建模和对标分析梁韫,靳云飞,韩啸锦州锦恒汽车安全系统有限公司锦州摘要:本文介绍了基于PAM 软件下运用Pam-safe模块对CAB(驾驶员侧安全气囊)有限元模型的建立方法,详细讲述了安全气囊参数,泄气参数,织物材料和属性的详细设置与折叠,通过仿真和实验数据的对比,验证了基于Pam-crash 求解器的气囊建模的有效性,为其他类型气囊的建模奠定了基础。

关键词: PAM软件,Pam-safe模块,CAB 安全气囊,气囊参数设置1 概述汽车安全气囊在乘员防护系统中使用越来越普遍,尤其是帘式气囊在强烈的侧面碰撞中所起的保护作用将直接影响到乘员的伤害。

实际应用中气囊的安装位置、点火时刻等因素对其作用的发挥至关重要。

其中,气囊在展开后的泄气性能对安全气囊的安全保护作用很大,因此,在设计初期,气囊厂商都需要对所使用织物材料的泄气性以及气囊上的排气孔的泄气性能进行实验和仿真验证,目前常用的主要有跌落塔法,线性冲击法,摆锤法。

本文针对跌落塔法利用Pam-crash软件下Pam-safe模块对CAB气囊进行建模和验证分析。

PAM 软件中的Pam-safe模块为气囊展开模拟提供了一个很好的研究平台。

Pam-safe专门配备了多层非线性纤维编织物气囊材料模型,用户可以很轻松地定义各个类型的气囊,包括单气室、多气室气囊,主、副气囊,侧部气囊等。

各个气室独立定义,充分考虑进气节流、充气泄漏,有效保证了模拟的精确性。

气体发生器是安全气囊装置中必不可少的装备,Pam-safe中内置种类齐全的气体发生器模型供选择使用,发生器的喷孔个数、流通截面、空气流量、初始温度等性质参数简单易设。

CAB气囊模型的建模过程基于前处理软件HyperMesh 和PAM软件的mesh模块、Pam-safe 模块、Pam-crash模块、后处理模块Viewer。

2 有限元模型建立2.1 CAE 建模需求跌落塔模型包括安全气囊有限元模型,气体发生器质量流和温度流曲线,跌落头型物有限元模型,CAB 固定支架。

驾驶员安全气囊的仿真优化

驾驶员安全气囊的仿真优化
轻 型汽 车技 术
21 ( ) 20 0 1 4 总 6
技 术纵横
l 9
驾驶 员安全气囊的仿真优化
王富强 蔡 君 乔维 高
( 武汉理 工大 学汽 车工程 学 院 )
摘 要
在 MA DYMO 中建立安 全 气 囊的模 型 , 应 用 P M 子结 构方 法 建立 了车人 的 简要 并 S
2 0
技 术 纵横
轻型汽 车技 术
2 1 ( 总 20 0 1 4) 6
图 1 驾驶员 2 D气囊模 型的折叠
图 4 正面 碰 撞 MA Y D Mo 模 型
C C10 F 8
M“ N k6 .9 :32

MnP ̄ : 1 g I-o . . 17
I . L I
依 据该 轿 车 驾驶 室 的几 何参 数 , 行 一些 简 化 进
处 理 , MA Y 在 D MO 中通过 P M 子结 构 方 法建 立 正 S 面碰 撞 车 一 人 模 型 , 图 4所 示 。这种 建模 方法 建 如
2 仿 真模 型 的建 立
21 气囊 模型 的建 立 . 在 M D MO 中有 专 门 的安 全气 囊 的模 型 模块 A Y
也为 了提 高计 算 效率 和节 省 时间 , 以采取 一 些必 可 要 的简化 方法 : ①本 文 采用 了多 刚体 软件 MA Y D—
图 3 气 体 的温 度 一时 间 函数 曲线
最实用 [ 3 1 后建 立 的模 型包 括前 围板 、 。最 脚踏板 、 转
向系 、 汽车地 板 、 驾驶 员座椅 等 。 驶员座 椅 和转 向 驾 柱 的压溃 特性 、 膝垫 的刚度 特性 以及 各个 铰 链 的约
模 型 。通过计 算机仿 真数 据与 实验进 行 了对 比 , 并在 此基 础上从 气囊直径 、 气孔 直径 、 排 气流率 三个方 面对安 全 气囊进行 了优 化 , 其在 正 面碰 撞 中对驾 驶 员的保 护作 用有 了明 使

校车主动式安全气囊包形参数优化设计

校车主动式安全气囊包形参数优化设计

10.16638/ki.1671-7988.2020.24.014校车主动式安全气囊包形参数优化设计*陈珣,王莹(无锡职业技术学院,江苏无锡214121)摘要:为提高校车乘员约束系统在正面碰撞中对儿童乘员的保护效果,提出一种新型主动式校车儿童安全气囊。

在经台车试验验证的某校车乘员约束系统12岁乘员正面碰撞MADYMO仿真模型的基础上,建立主动式安全气囊的仿真模型。

通过调整气囊内拉带的长度来改变气囊形状,分析拉带长度对乘员保护效果的影响,并进行正交试验,得到最优包形。

与原始约束系统相比,优化包形后的气囊使12岁乘员的头部、胸部和颈部伤害分别下降85.7%,14%以及86.2%,完全伤害评价WICs下降了63.3%,保护效果显著改善。

关键词:校车;安全气囊;包形;参数优化中图分类号:U461.91 文献标识码:A 文章编号:1671-7988(2020)24-41-04Parameter Optimization for the Shape of School Bus Active Airbag*Chen Xun, Wang Ying(Wuxi Institute of Technology, Jiangsu Wuxi 214121 )Abstract: In order to improve the effect of school bus restraint system for child occupant during frontal crash, a new active school bus airbag is proposed. Based on the MADYMO simulation model of a 12-year-old school bus occupant restraint system, which was verified by sled test, the simulation model of active air bag is established. By adjusting the length of airbag straps, the shape of the airbag is changed. The optimal shape is proposed by sensitivity analysis and orthogonal experiment of strap length. Compared with the original restraint system, the head, chest and neck injuries of 12-year-old passengers are reduced by 85.7%, 14% and 86.2% after the optimization of the bag, the WICs is also reduced by 63.3%, and the protection effect is significantly improved.Keywords: School bus; Airbag; Airbag shape; Parameter optimizationCLC NO.: U461.91 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2020)24-41-04引言据不完全统计,自2010年到2018年,全国共发生有乘员伤亡的校车事故175起,共造成969人受伤,266人死亡,[1]校车安全问题愈发引起社会关注。

安全气囊建模

安全气囊建模

1 安全气囊建模(Airbag Modelling)与安全带约束系统类似,安全气囊也属于车内重要的乘员安全部件。

为了得到具有预测性的模拟计算结果,气囊的精确建模非常重要。

针对气囊建模中的经常用到的重要功能,本章首先介绍正确设置气囊模型方法。

然后详细介绍不同气囊的应用:-使用 Gas Flow模块的移位乘员(OOP)模拟-使用均匀压力 Uniform Pressure算法的正常位置(In Position)的司机侧气囊模拟-最后简单介绍胸部侧撞气囊 (thorax airbag) 建模的过程。

1.1 气囊建模相关的功能在气囊建模过程中,用户会经常面对一些与气囊相关的重要功能。

以下将对这些问题进行解释。

1.1.1积分步长和计算时间为提高气囊模拟的预测性,有限元气囊模拟需要使用较小的积分时间步长。

通常情况下,为了正确计算接触,建议采用的时间步长为10-6s ,特别是在需要精确模拟气囊展开过程和使用有限元假人的时候。

为减少计算时间,提高计算效率,通常可以采用两种方法:(1)有选择地定义接触单元。

未发生接触的单元应尽量避免定义接触。

(2)只在单元发生接触时激活接触算法。

可以利用STA TE.CONTACT检测单元是否发生接触,并配合SWITCH.* 将接触单元激活。

注意,当FE模型中使用Gas Flow (GF)模块时,FE与GF计算之间不允许使用子循环(sub-cycling),而是采用两个积分时间步长中较小的一个。

当GF cell尺寸较小和气流速度较高时,GF时间步长会减小,导致FE部分的时间步长同样减小。

当此FE模型与其他FE模型发生接触时,为保证接触计算的同步,其他FE模型会被设置成相同的时间步长。

1.1.2气囊折叠模块—MADYMO Folder气囊折叠模块 Folder 可以折叠任意形状的平面网格(flat mesh),并提供两种使用模式:标准模式以及新开发的网格无关模式 (mesh independent)。

汽车驾驶员安全气囊静态爆破仿真与试验研究

汽车驾驶员安全气囊静态爆破仿真与试验研究

汽车驾驶员安全气囊静态爆破仿真与试验研究随着不断增加的交通事故带来的人员伤亡和财产损失,人们对汽车安全性能的要求越来越高。

安全气囊作为汽车被动安全系统的重要组成部件之一,在汽车发生碰撞事故时,可有效防止由于人体惯性与汽车内饰发生的二次碰撞。

目前,各类汽车上普遍装有安全气囊,且根据车型和保护部位的不同,气囊的种类和形状也不尽相同。

利用计算机仿真的方法可大幅降低现有以实际爆破为主的气囊设计成本和研发周期。

因此,建立准确且贴合实际的安全气囊有限元模型非常重要。

本文在对现有安全气囊仿真方法(均压法、计算流体力学法、颗粒法)分析的基础上,首先利用LS-Pre Post软件建立了驾驶员侧安全气囊有限元模型;然后按照传统的上下折叠、左右卷曲折叠方式,在软件自带的折叠模块中对气囊模型进行了折叠处理;最后将气囊模型导入LS-DYNA软件中运算求解,通过对三种仿真方法气囊模型上层织物中心区域Z方向平均加速度的对比分析,得出利用均压法对气囊静态爆破仿真更有优势的结论。

通过对气囊展开对驾驶员撞伤、扭伤和擦伤伤害的研究,提出了一种汽车驾驶员安全气囊静态展开质量评价方法,其评价指标主要包括气囊上层织物中心区域Z方向速度、Z方向坐标差和XY方向位移。

将该评价方法应用于本文建立的气囊模型中,准确指出了气囊在防撞伤方面的性能缺陷,验证了评价方法的可行性。

设计、搭建了汽车驾驶员安全气囊静态爆破试验台,并建立了基于气囊展开投影面积比线性相关性和X、Y、Z三个方向展开速度的仿真模型验证方法。

试验台主要由试验系统和图像采集系统两部分组成。

首先,由试验系统对气囊进行静态爆破,图像采集系统对爆破过程视频录制;然后将爆破视频与仿真动画进行相同视角、相同时间节点气囊展开状态对比,并分别计算二者在YOZ、XOZ平面内的投影面积、面积比及X、Y、Z三个方向的展开速度;最后对两组面积比数据进行线性拟合,并分别对比仿真与试验气囊各方向展开速度。

拟合结果显示,相关性系数分别为0.97752、0.97521;各方向展开速度变化趋势一致,波峰、波谷出现时间最大偏差为1ms,峰值最大偏差为7.8m/s。

汽车坐盆安全气囊对假人伤害的仿真及优化

汽车坐盆安全气囊对假人伤害的仿真及优化

汽车坐盆安全气囊对假人伤害的仿真及优化卢礼华;陆建辉;刘志峰;高发华;代立宏;罗明军【摘要】针对汽车前碰撞过程中假人胸部压缩量超标这一难点,开发了一种安装在座椅坐盆处的全新坐盆安全气囊.通过理论探索坐盆气囊在碰撞过程中的作用原理,证明了坐盆气囊可以有效抑制假人X向运动,达到了减少假人胸部压缩量的目的.借用计算机辅助工程(CAE)中MADYMO软件建立了坐盆气囊模型,通过零部件和子系统的试验验证了该模型的精度.在某款运动型多功能车(SUV)车型上建立了整车约束系统模型且与试验进行了对标验证;在验证后的系统模型中通过增加坐盆气囊的CAE模块作为优化的基础模型,对坐盆气囊的安装位置、角度以及点爆时间进行了灵敏度分析和试验设计(DOE)优化,以探寻最佳的优化方案.经台车试验和限力式预紧安全带对比分析表明,坐盆安全气囊可以降低假人胸部14.79%的压缩量,有效抑制了人体骨盆纵向位移.该结果可为保护假人胸部研究提供参考.【期刊名称】《西安交通大学学报》【年(卷),期】2016(050)009【总页数】7页(P146-152)【关键词】坐盆安全气囊;试验设计优化;灵敏度分析;台车试验【作者】卢礼华;陆建辉;刘志峰;高发华;代立宏;罗明军【作者单位】合肥工业大学机械与汽车工程学院,230009,合肥;奇瑞商用车有限公司汽车工程研究院,241006,安徽芜湖;合肥工业大学机械与汽车工程学院,230009,合肥;合肥工业大学机械与汽车工程学院,230009,合肥;奇瑞商用车有限公司汽车工程研究院,241006,安徽芜湖;奇瑞商用车有限公司汽车工程研究院,241006,安徽芜湖;奇瑞商用车有限公司汽车工程研究院,241006,安徽芜湖【正文语种】中文【中图分类】U461随着汽车安全法规的进一步实施,用户对汽车安全性的要求越来越高[1-2],汽车整车安全系统的设计更为重要。

较早的安全气囊已开发出多种类型[3],如驾驶者安全气囊(DAB)、乘员侧安全气囊(PAB)、侧面安全气囊(SAB)和安全气帘(CAB)、膝部安全气囊(KAB)等。

汽车安全气囊检测装置动态特性的仿真研究

汽车安全气囊检测装置动态特性的仿真研究

弹簧系数 ; 、 、 分别是 3 c cc 个力测量子系统的阻尼
系数 ; m 、 。 m 、 :m 分别是 3 个力测量子系统的质点质
系统 l 为计算基准。设 由于联接板和 3 个力传感器
动态特 性 的不 均匀 性和 冲击 力作用 点 的不 确定 性 引 起 的力 测量 子系统 2和 3的固有频 率相 对 于测 量 子
具有 较 小 的超 调 和较快 的响应 特性 , 以 , 所 三分 力 检 测装 置 为 2阶欠 阻尼 系 统 。输 人 为 单 位 脉 冲 力 , 根 据 式 ( )~ ( )可 知 3个力 测 量 子 系统 的时域 响 3 式 5 ,
应 为 )(): ,
1一
分点 。由于阻尼比与联接板等效质量和弹簧系数乘 积 的平方 根成 反 比, 阻尼 系数成 正 比 , 保 证 检测 与 在

寿c ) t × a n
图 3 e 关 系曲线 一
sn i
(n ) a r e t a
把式 ( ) 9 代人 式 ( ) 6 整理 后得
( 长春理工大学机 电工程 学院, 长春 10 2 ) 30 2
[ 摘要 ] 对 目 前普遍使用 的三分力气囊检测装置建立 了动态模型并进行仿真。结果 表明 : 当阻尼 比为 06 固 .,
有频率 和阻尼 比的相对变化 量皆为 1 %时 , 型相对误差 可达 4 5 模 . %以上。该模 型误差不容 忽略 , 但采用 峰值叠加
汽 21 0 1年( 3 ) 1 期 第 3卷 第 1
车 工

2 1 ( o.3 N .1 0 1 V 13 ) o 1
A t teE g er g uo i ni ei mo v n n

基于粒子法的汽车侧面安全气囊仿真

基于粒子法的汽车侧面安全气囊仿真

10.16638/ki.1671-7988.2017.04.044基于粒子法的汽车侧面安全气囊仿真李亚明,韩忠浩,张璇,雷永强(辽宁工业大学汽车与交通工程学院,辽宁锦州121001 )摘要:侧面碰撞是如今汽车碰撞事故中常见的类型,配备侧气囊可以有效减少乘员在侧面碰撞中受到的伤害。

文章利用计算机辅助分析技术,建立侧气囊静态展开仿真模型,分别应用粒子法(CPM法)和控制体积法(CV法)进行侧气囊静态展开模拟,对比试验结果表明:展开过程中,采用CPM方法的侧气囊模型比采用CV法更加接近试验状态,CPM法可以比较精确地模拟气囊的展开过程,更有利于安全气囊开发工作。

关键词:侧气囊(SAB);CPM法;CV法;静态展开中图分类号:U463.8 文献标识码:A 文章编号:1671-7988(2017)04-133-02Simulation of Vehicle Side Airbag Based On Corpuscular Particle MethodLi Yaming, Han Zhonghao, Zhang Xuan, Lei Yongqiang(College of Automobile and Traffic Engineering, Liaoning University of Technology, Liaoning Jinzhou 121001 )Abstract: Side impact is a usual type of vehicle crash accident in recent years,side airbag is a important device to improve safety of occupants.In this paper,a simulation model is created to simulate the deployment process of folded airbag by adopting corpuscular particle method(CPM) and control volume(CV) method respectively.Through the comparison with test video indicates that CPM result is more closer to the test results.CPM can simulate the status of deployment accurately.It is better for the development of safety airbag.Keywords: side airbag(SAB); corpuscular particle method(CPM); control volume(CV); deploymentCLC NO.: U463.8 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2017)04-133-02安全气囊是约束系统的核心部件,在碰撞发生时迅速充满乘员与汽车内饰件之间的空间。

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研究计划
安全气囊防护的仿真模型
选题的背景及必要性:
我国汽车保有量的快速增长,汽车产量已达世界第三,汽车销售已达世界第二。

到今年9月底,我国机动车保有量已达1.68亿辆,其中汽车保有量达6289万辆。

随着汽车保有量的增长,汽车交通事故也达到惊人的地步。

到2006年我国已经位居世界各国交通事故死亡人数第一位。

近年来,随着国家大力加强交通安全教育和管理,虽然2007年我国交通事故死亡人数有所下降,但仍达到每年8万多人。

为了降低安全事故造成的各类损失,使乘客和驾驶员的生命安全得到有效保障,极大地减少死亡的几率,汽车安全性的研究显得至关重要重要。

研究的主要内容及重点:
汽车被动安全性研究主要由汽车碰撞时车体结构具有良好的吸收碰撞能量
的能力并保证车内乘员的生存空间和乘员约束系统这两部分组成。

使用最广泛的主要有乘员系绊系统(安全带)和碰撞吸震系统(各种安全气囊)。

先进的乘员系绊系统和安全气囊技术,在车辆发生事故时对乘员的保护是至关重要的,能有效地避免或减轻事故对驾乘人员的损伤。

汽车安全气囊系统主要由传感器、点火控制器、控制器、气体发生器和气囊等组成,它的基本工作原理:当汽车发生碰撞时,传感器感受汽车碰撞强度,电子系统接受并处理传感器信号。

当经过计算机判断有必要打开时,立即由触发装置发出点火信号触发气体发生器,气体发生器收到信号后迅速产生大量的气体并充满气袋,使得乘员扑在气垫上,以缓和冲击并吸收碰撞能量,达到减轻乘员伤害的目的。

当人体与气袋接触时,通过气袋的排气孔节流阻尼来吸收碰撞能量,从而达到尽量减少伤害、保护乘员的目的。

本课题研究安全气囊防护模型,主要包括计算机模拟,生物学模型以及机械模型(即假人模型),汽车碰撞试验设备及系统组成和工作机理,进行汽车安全气囊结构改进充气试验,利用空压机提供压缩空气对一个储气罐提供初始的压力,在储气罐的出气口安装大通径的快速反应电磁阀来控制进气口的开和闭。

研究方法:
采用计算机仿真方法研究安全气囊,包括三个阶段,即仿真模型的建立仿真
模型的运行和验证、参数分析与优化研究。

在安全气囊系统建模和运行仿真阶段,在数学、力学基础之上建立正确的模型,研究模型的输入参数对仿真的结果的影响。

运行仿真模型得到的结果,通过碰撞实验进行验证。

碰撞试验更多地考虑了事故的环境,与车辆、约束系统等工程因素联系在一起,试验的目的是测试安全防护设施(如安全带、安全气囊等)的防护性能及汽车整体结构的耐撞性。

预期效果:
汽车安全气囊结构改进充气试验利用空压机提供压缩空气对一个储气罐提供初始的压力,储气罐的出气口安装大通径的快速反应电磁阀来控制进气口的开和闭。

安全气囊的充气展开特性能根据乘员体重、座姿、碰撞条件等自动调节、更加有效的吸收成员的冲击能量。

另外,还将开发防护侧面碰撞伤害的侧面安全气囊
参考文献:
[1] 张君嫒.微型客车乘员约束系统参数优化与系统性能稳定性研究[D].吉林:吉林大学博士学位论文.2003:45-53
[2] 钟志华,杨济匡.汽车安全气囊技术及其应用[J].中国机械工
程.2000,110(2):234-237
[3] 韩顺武, 何首贤. 基于汽车安全气囊控制系统的研究[J]. 长春大学学
报.2010,20(2):29-30
[4]田玉耕.基于台车试验的汽车安全气囊优化[J].农机使用与维
修.2009,6:28-30
[5]王暄,李宏光,赵航等编著.现代汽车安全[M].北京:人民交通出版社.2001:100-102
[6]陆善彬,刘立勇,张君媛等编著[J] . 合肥工业大学学报( 自然科学
版).2009,12(20):1794-1795
[7] 游世辉,钟志华.汽车安全气囊的计算机仿真研究的现状与趋势[J].湖南大学学报(自然科学版).2000,27(3):43-48。

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