基于虚拟试验的轿车正面碰撞安全性分析实用版

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基于虚拟试验的汽车40%偏置碰撞抗撞性分析

基于虚拟试验的汽车40%偏置碰撞抗撞性分析

De o m a l r ir I p c a h rh n s f r b e Ba re m a tCr s wo t i e s
De g Zh D 1 n o we ̄ 。Ga e oW
( e to uo oi n i eig Hu e A t t eId s i ntue S ia 4 0 2 C ia D p. f t t eE g e r , b i uo i u te Is tt, hy n4 2 0 , hn ) A m v n n mo v n r s i
Ab t a t h n t l me t mo e f o fe eo main b rir n h d lo a o n c r sr c :T e f i e e n d l o f t d f r t a r s a d t e mo e f a s lo a i e s o e 1 0 fo tl i p c e e e tb i e n a i ae .Ac o d n o EC 4 0 ,t e f i l me t % r na m t w r sa l h d a d v l t d 0 a s d c r i g t E R9 . h n t ee n 1 i e mo e f4 % o s t mp c ss tu . s d o h i u lts t o . 0 o s tc l so r s — d lo 0 f e i at wa e p Ba e n t e v r a e tme h d 4 % f e o l in c a h t i w r ie swa n lz d a d t e me s r s o r v n e 4 % o s tc l so r s w r i e sw r o h n s sa a y e n h a u e fi o i g t 0 t mp h f e ol i n c a h o t n s e e i h pooe . r p s d

汽车碰撞模拟仿真探索碰撞角度对车辆安全性的影响

汽车碰撞模拟仿真探索碰撞角度对车辆安全性的影响

汽车碰撞模拟仿真探索碰撞角度对车辆安全性的影响随着现代社会对交通安全的不断关注和要求的提高,汽车碰撞安全性已成为汽车工程设计中的重要考虑因素之一。

在车辆碰撞事故中,碰撞角度是影响车辆安全性的重要因素之一。

本文将就汽车碰撞模拟仿真的方式,探索碰撞角度对车辆安全性的影响,并分析其中的原因。

1. 汽车碰撞模拟仿真技术汽车碰撞模拟仿真技术是通过对车辆在不同碰撞角度下的物理行为进行建模和仿真,以评估车辆在碰撞事故中的安全性能。

这项技术可以通过计算机模拟出车辆在不同角度碰撞中的动能转移、变形和应力分布等物理过程,从而帮助工程师更好地优化车辆的结构设计。

2. 碰撞角度对车辆安全性的影响2.1 纵向碰撞角度纵向碰撞角度是指两车在前后方向上的相对角度。

研究表明,纵向碰撞角度较小(例如正面碰撞)时,车辆吸能结构能够更好地吸收和分散碰撞能量,从而保护车内乘员免受严重伤害。

然而,纵向碰撞角度过大时,能量的传递会导致车身严重变形,增加车内乘员的受伤风险。

2.2 横向碰撞角度横向碰撞角度是指两车在左右方向上的相对角度。

在横向碰撞中,较小的角度可以减少车辆的侧翻风险,因为此时碰撞力会更好地分散到车身结构中。

而较大的横向碰撞角度则可能导致车辆失控和侧翻,增加乘员生命安全的风险。

3. 碰撞角度对车辆安全性的原因3.1 车辆变形与能量吸收车辆在碰撞中会发生变形,而变形是为了吸收和分散碰撞能量。

较小的碰撞角度可以使车辆更有效地吸收和分散能量,进而降低乘员受伤的可能性。

而较大的碰撞角度则会导致能量过于集中在局部区域,增加乘员受伤风险。

3.2 车辆稳定性与侧翻风险碰撞角度还会影响车辆的稳定性和侧翻风险。

较小的碰撞角度可以保持车辆的稳定性,降低侧翻的概率;而较大的碰撞角度则可能导致车辆失控、侧翻等严重后果。

4. 汽车碰撞模拟仿真的应用汽车碰撞模拟仿真技术可以帮助工程师预测和评估车辆在不同碰撞角度下的安全性能,提供有针对性的设计建议。

通过模拟碰撞事故,可以验证并改进车辆的吸能结构、刚性和稳定性,进一步提高车辆在碰撞中的安全性。

基于计算机仿真的轿车正面碰撞安全性分析

基于计算机仿真的轿车正面碰撞安全性分析

基于计算机仿真的轿车正面碰撞安全性分析
李平飞;刘文苹
【期刊名称】《拖拉机与农用运输车》
【年(卷),期】2010(37)2
【摘要】按照欧洲正面碰撞法规ECE R94,应用ANSYS/LS-DYNA软件对设计的轿车车身进行了正面碰撞的计算机仿真。

根据仿真结果,对车身的碰撞特性做了深入的分析,提出了提高车身正面碰撞性能的部分措施。

计算机仿真结果对比表明,改进措施是有效的。

【总页数】3页(P57-58)
【关键词】正面碰撞;计算机仿真;碰撞特性
【作者】李平飞;刘文苹
【作者单位】西华大学交通与汽车工程学院车辆工程系;广东白云学院机电工程系【正文语种】中文
【中图分类】TP391.9;U463.821
【相关文献】
1.基于虚拟试验的轿车正面碰撞安全性分析 [J], 邬诚君
2.含人体模型的轿车正面碰撞计算机仿真分析 [J], 沈永峰;邸建卫
3.基于虚拟试验的轿车正面碰撞安全性分析 [J], 王宏雁;高卫民;邬诚君
4.某轿车正面碰撞安全性仿真分析 [J], 吴松
5.某轿车正面碰撞安全性仿真分析 [J], 吴松
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仿真技术在汽车碰撞模拟中的应用案例分析

仿真技术在汽车碰撞模拟中的应用案例分析

仿真技术在汽车碰撞模拟中的应用案例分析随着汽车行业的发展和进步,车辆安全性能的改善一直是车企和消费者关注的焦点。

为了减少事故发生后的人员伤亡和财产损失,汽车碰撞模拟成为了一种重要的技术手段。

仿真技术在汽车碰撞模拟中的应用,能够帮助研发人员更加直观地了解车辆在不同碰撞情况下的表现,并通过改进车辆结构设计和安全系统,提高车辆的安全性能。

一、背景介绍随着汽车市场的不断升温,汽车碰撞模拟技术在整车设计和新产品开发过程中的重要性日益凸显。

传统的车辆碰撞实验需要消耗大量时间和资金,对于车辆研发进程的推进产生了一定的限制。

而仿真技术的应用则能够节省时间和成本,提高汽车碰撞试验的效率,加速新产品的推广。

本文将通过具体案例分析,探讨仿真技术在汽车碰撞模拟中的应用及其效果。

二、案例分析本案例选择了一款SUV型号的汽车,通过在指定碰撞角度下进行碰撞模拟试验,来评估车辆在该碰撞情况下的安全性能。

具体步骤如下:1. 车辆建模:通过三维建模软件,将待测试的汽车进行精确建模。

建模过程需要考虑车辆结构、车身材料等各个方面的参数。

2. 材料力学参数设定:根据车辆实际构造和材料特性,设定车身、车架等部位的材料力学参数,包括弹性模量、屈服强度、破坏应变等。

3. 碰撞角度设定:根据碰撞案例的实际情况,设定碰撞的角度和速度,并进行仿真模拟。

4. 碰撞模拟分析:运用专业的碰撞模拟软件,进行碰撞过程的仿真模拟分析。

该软件可以模拟汽车碰撞后的动态变形过程,包括车身塌陷情况、车辆内部变形等。

5. 结果分析与优化:通过仿真结果分析,评估车辆在碰撞过程中的安全性能,并确定存在的问题。

在此基础上,进行车辆结构的优化设计,提高车辆的抗碰撞性能。

三、仿真技术的优势通过以上案例分析,我们可以看到仿真技术在汽车碰撞模拟中的应用带来了诸多优势:1. 提高碰撞试验效率:相比传统的车辆碰撞实验,仿真技术无需制造实物样车,可以节省大量的时间和成本。

同时,通过不断优化仿真条件和算法,还能进一步提高碰撞试验的效率。

基于汽车碰撞模拟仿真的碰撞安全性能评估与优化研究

基于汽车碰撞模拟仿真的碰撞安全性能评估与优化研究

基于汽车碰撞模拟仿真的碰撞安全性能评估与优化研究随着社会的进步和科技的发展,汽车已经成为现代人们生活中不可或缺的交通工具。

然而,汽车事故依然时有发生,给人们的生命安全带来严重威胁。

因此,评估和优化汽车的碰撞安全性能显得尤为重要。

鉴于此,本文将基于汽车碰撞模拟仿真的方法,研究汽车的碰撞安全性能评估与优化。

一、碰撞安全性能评估的重要性汽车碰撞事故常常导致严重的人员伤亡和财产损失,因此评估碰撞安全性能对于提高汽车的安全性至关重要。

基于汽车碰撞模拟仿真的方法能够模拟真实的碰撞过程,评估车辆在不同碰撞情况下的受力情况,从而评估其安全性能。

这种方法具有成本低、时间短、结果准确等优点,被广泛应用于汽车行业。

二、碰撞模拟仿真技术的原理及应用碰撞模拟仿真技术是通过数值计算的方式,模拟车辆在碰撞过程中的动力学特性。

首先,需要构建模型,包括车辆、碰撞物体、碰撞环境等,然后根据车辆的动力学方程、材料力学特性等进行参数设定,最后采用数值计算方法求解得到碰撞过程中的车辆受力情况。

碰撞模拟仿真技术在汽车设计、安全性能评估、碰撞优化等方面具有广泛的应用。

三、碰撞安全性能评估的参数指标在汽车碰撞安全性能评估中,常用的参数指标包括车辆的刚度、变形程度、受力分布等。

刚度是指车辆在碰撞中的抗变形能力,通常由压缩曲线和刚度系数来描述。

变形程度反映了车辆在碰撞过程中的形变情况,可以通过模拟仿真得到。

受力分布可以反映车辆各部位受力情况,从而评估车辆在碰撞中的安全性能。

四、碰撞安全性能评估的优化方法为了提高汽车的碰撞安全性能,可以通过优化车辆的结构设计、材料选择等途径进行。

结构设计优化包括调整车身的刚度、改变部件的位置等,以提高车辆在碰撞中的抗变形能力。

材料选择优化可以选择更具有韧性和吸能能力的材料来提高车辆的抗碰撞能力。

另外,也可以通过改进安全气囊、预碰撞系统等 pass 或增加安全装置来提高车辆的碰撞安全性能。

五、实例分析与结论本文以某款轿车为例,通过碰撞模拟仿真技术评估了其碰撞安全性能,并提出了优化方案。

汽车碰撞模拟仿真分析在车辆前碰撞安全性能评估中的研究

汽车碰撞模拟仿真分析在车辆前碰撞安全性能评估中的研究

汽车碰撞模拟仿真分析在车辆前碰撞安全性能评估中的研究随着汽车行业的迅猛发展,车辆安全性能成为消费者选购汽车时的重要因素之一。

在车辆碰撞安全性能评估中,汽车碰撞模拟仿真分析技术得到越来越广泛的应用。

本文将探讨汽车碰撞模拟仿真分析在车辆前碰撞安全性能评估中的研究。

一、引言车辆前碰撞安全性能评估是指在车辆碰撞事故发生前,通过模拟仿真分析来评估车辆的碰撞安全性能。

此过程可以帮助厂商和研发人员预测车辆在不同碰撞情况下的性能表现,以便优化车辆设计和提高车辆的碰撞安全性。

因此,汽车碰撞模拟仿真分析技术的发展对于汽车行业的发展具有重要意义。

二、汽车碰撞模拟仿真分析的一般步骤汽车碰撞模拟仿真分析一般包括以下几个步骤:建模、材料特性定义、碰撞仿真、结果分析和优化设计。

1. 建模首先,需要根据车辆的几何形状和结构进行三维建模。

可以使用计算机辅助设计软件(CAD)来完成这一步骤。

建模的目的是为了得到一个准确的模型,以便后续的仿真分析。

2. 材料特性定义在进行碰撞仿真时,需要为车辆中的各个部件定义材料特性。

包括材料的硬度、强度、断裂韧度等参数。

这些参数对于准确评估车辆在碰撞中的性能表现非常重要。

3. 碰撞仿真碰撞仿真是整个分析过程的核心步骤。

在这一步骤中,将设定仿真条件,并进行碰撞仿真计算。

仿真软件会根据初始条件和碰撞模型,计算出碰撞过程中车辆各部件的应力、应变等关键参数。

4. 结果分析通过结果分析,可以了解车辆在碰撞中各个部件的受力情况以及整个碰撞过程中的能量吸收情况。

这些结果有助于评估车辆的碰撞安全性能,并为后续的优化设计提供依据。

5. 优化设计根据碰撞仿真分析的结果,可以发现车辆的弱点和不足,并进行相应的优化设计。

例如,通过修改车辆结构、增加材料的强度等方式,提高车辆的碰撞安全性能。

三、汽车碰撞模拟仿真分析的优势和挑战汽车碰撞模拟仿真分析技术具有以下几个优势:1. 成本效益与传统碰撞试验相比,汽车碰撞模拟仿真分析技术具有较低的成本。

基于虚拟仿真的汽车碰撞仿真技术研究

基于虚拟仿真的汽车碰撞仿真技术研究

基于虚拟仿真的汽车碰撞仿真技术研究随着汽车行业的不断发展,汽车碰撞安全成为一个备受关注的话题。

汽车碰撞实验是一项非常危险和昂贵的工作,而通过虚拟仿真技术,可以大大降低实验成本,提高实验安全性,并且还可以更精确地模拟不同情况下的碰撞情况,因此,基于虚拟仿真的汽车碰撞仿真技术越来越受到人们的关注和应用。

一、虚拟仿真技术的技术原理虚拟仿真技术是通过计算机软件模拟实际物理过程的技术。

在汽车碰撞实验中,虚拟仿真技术能够模拟汽车的碰撞过程,包括撞击力的大小和方向、车辆的运动状态、车体变形、碰撞后车辆停止运动位置等一系列参数。

虚拟仿真技术可以模拟不同速度、角度、型号的车辆在不同情况下的碰撞,帮助汽车制造商和研究人员更好地了解碰撞的物理过程,以及各种部件的相互作用和损伤情况,提供更好的产品和技术支持。

二、虚拟仿真技术在汽车碰撞实验中的应用1. 碰撞测试前设计验证在汽车制造过程中,通过虚拟仿真进行碰撞测试前设计验证,优化车身结构和材料的使用方式,降低车身重量,提高车身稳定性和安全性。

这种前期验证可节省实际测试成本,缩短实验周期,提高碰撞测试成效,并减小安全事故风险。

2. 碰撞测试现场参数验证在汽车碰撞测试现场,可以对车辆进行实时监测,并将情况反馈给虚拟仿真系统,以验证仿真模型的精准度。

可以对碰撞现场采集的数据进行回归,使得实际测试结果与虚拟仿真预测结果更加接近。

3. 碰撞实验数据预测通过虚拟仿真技术,可以预测车辆在不同碰撞情况下的轿车的变形和损坏情况。

这样做可以帮助汽车制造商预测可能的设计问题,并加以调整。

早期发现和纠正问题可以提高汽车的整体安全性和坚固性,降低制造成本和投资风险,免去日后损失。

三、汽车碰撞仿真技术的应用场景1. 汽车碰撞试验一些汽车制造商会在汽车生产前进行一系列的碰撞实验,以确定汽车的安全标准。

在这些实验中,虚拟仿真技术可以帮助工程师更好地理解汽车的关键部件在不同情况下的运作方式和相互作用。

这一技术使得工程师们能够更好地优化汽车的设计,提高汽车的整体性能。

关于虚拟环境中车辆碰撞检测的研究

关于虚拟环境中车辆碰撞检测的研究

关于虚拟环境中车辆碰撞检测的研究在虚拟环境中,车辆碰撞检测是一项关键技术,对于车辆安全和智能驾驶领域具有重要意义。

虚拟环境中的车辆碰撞检测研究涉及到物体检测、轨迹预测、决策制定等多个方面,本文将对这些方面进行详细探讨。

首先,物体检测是虚拟环境中车辆碰撞检测的基础。

虚拟环境中存在大量的车辆和障碍物,如行人、其他车辆等,因此需要准确地检测这些物体。

常见的物体检测算法包括基于特征的方法、基于深度学习的方法等。

其中,基于深度学习的方法在车辆碰撞检测中取得了显著的效果,如Faster R-CNN、YOLO等。

这些方法能够高效地检测出虚拟环境中的物体,并提供物体的位置和边界框等信息。

其次,轨迹预测是虚拟环境中车辆碰撞检测的关键技术之一、在虚拟环境中,车辆具有一定的运动轨迹,因此需要预测其他车辆或行人的未来行动。

常见的轨迹预测方法包括基于经验的方法、基于物理模型的方法以及基于机器学习的方法等。

基于机器学习的方法能够学习到车辆行为的概率分布,从而提供更加准确的轨迹预测结果。

例如,可以使用递归神经网络(RNN)对车辆行为进行建模,并根据历史数据预测未来的行动。

最后,决策制定是虚拟环境中车辆碰撞检测的重要环节。

当检测到可能发生碰撞的情况时,需要制定相应的决策来避免碰撞。

常见的决策制定方法包括基于规则的方法、基于优化的方法以及基于强化学习的方法。

基于强化学习的方法能够学习到车辆在不同环境下的最优动作策略,从而避免碰撞。

例如,可以使用Q-Learning算法对车辆的动作进行优化,使其在虚拟环境中能够更好地避免碰撞。

此外,在虚拟环境中,还可以采用一些增强技术来提高车辆碰撞检测的效果。

例如,可以采用虚拟现实技术,在虚拟环境中提供更加真实的感受和交互体验,从而更好地模拟真实世界中的驾驶情境。

同时,还可以利用虚拟环境中的大量数据进行深度学习模型的训练和优化,提高车辆碰撞检测的准确性和鲁棒性。

总之,虚拟环境中车辆碰撞检测是一项具有挑战性和重要意义的研究课题。

基于虚拟试验的汽车前碰撞安全气囊防护效率的研究

基于虚拟试验的汽车前碰撞安全气囊防护效率的研究

基于虚拟试验的汽车前碰撞安全气囊防护效率的研究当今世界上每年因汽车交通事故造成了巨大的人员伤亡和社会经济损失,汽车安全性问题引起了各个国家的高度重视。

实践表明安全气囊是乘员在汽车碰撞中重要、有效的保护设备,在欧美等工业化发达国家已经成为轿车必备的安全装置。

在我国,近年的新车基本上都安装了安全气囊。

然而,交通流行病学研究表明,前碰撞安全气囊在提供乘员保护的同时,也会给部分乘员,尤其是离位的矮个子女性乘员和儿童造成伤害,因此如何发挥安全气囊的最大保护效果,同时减小其不利作用是气囊约束系统研究需要解决的关键问题。

为此,本文主要研究了汽车前碰撞安全气囊的设计和匹配;并针对气囊对离位乘员的致伤问题,研究了气囊折叠方式对气囊展开作用的影响、以及气囊展开对头颈部损伤的影响。

本文介绍了汽车前碰撞安全气囊研究的主要方法和基础理论,以仿真软件MADYMO和DYNA为主要研究工具,建立验证了驾驶员侧和乘员侧安全气囊有限元模型,以及动态模拟汽车驾驶室变形的多刚体模型,研究了气囊体积、排气孔尺寸、气体质量流速和起爆时间等主要参数对乘员损伤的影响,利用优化软件MADYMIZER进行了模型的优化分析,在多个参数中找到了合理的最优值,并通过试验验证了优化模型的有效性。

通过气囊展开力学过程的虚拟试验,分析了影响气囊展开压力变化的因素。

在此基础上,提出了安全气囊的环向折叠方法,自行开发了基于初始矩阵法(IMM)算法的参考网格模型和映射网格模型自动生成程序。

实现了基于气袋直径、折叠次数、折叠环间距和网格密度等参数的参数化设计,并通过算例对建模过程和映射算法进行了验证。

建立了对称折叠、卷式折叠和环向折叠等折叠方式的气囊模型,并基于气囊静态起爆、碰块冲击和转向盘气囊总成等虚拟试验分析了各气囊折叠方式对应的气囊压力和相应的接触物体的动力学参数。

利用5百分位和50百分位的Hybrid Ⅲ假人进行了胸部靠近气囊总成和头部靠近气囊总成布置形式的离位乘员虚拟实验。

基于碰撞模拟仿真的车辆前方碰撞事故中乘员头部伤害评估

基于碰撞模拟仿真的车辆前方碰撞事故中乘员头部伤害评估

基于碰撞模拟仿真的车辆前方碰撞事故中乘员头部伤害评估随着汽车行业的不断发展,车辆碰撞安全成为人们越来越关注的焦点。

特别是在车辆前方碰撞事故中,乘员的头部伤害评估显得尤为重要,因为头部是人体最易受伤的部位之一。

为了增加车内乘员的安全性,基于碰撞模拟仿真的方法被广泛应用于乘员头部伤害评估。

本文将探讨基于碰撞模拟仿真的车辆前方碰撞事故中乘员头部伤害评估的方法和应用。

一、碰撞模拟仿真简介碰撞模拟仿真是通过计算机模拟车辆碰撞过程,预测车辆和乘员在碰撞过程中的受力和受伤情况。

它可以模拟不同碰撞速度、角度和车辆结构等条件下的碰撞过程,为工程师提供实验数据,指导车辆的设计和改进。

常用的碰撞模拟软件包括LS-DYNA、PAM-CRASH等。

二、乘员头部伤害评估指标乘员头部伤害评估指标是用来评估乘员头部在碰撞事故中可能受到的伤害程度。

常用的评估指标包括颅内压力、颅内应力、加速度和位移等。

这些指标可以通过碰撞模拟仿真获得,从而评估乘员头部受伤的可能性。

三、碰撞模拟仿真方法碰撞模拟仿真方法主要包括几何建模、材料建模和边界条件设置。

在几何建模中,对车辆和乘员的几何形状进行建模,通常使用CAD软件进行建模操作。

在材料建模中,将车辆和乘员的材料特性输入到碰撞模拟软件中,包括刚度、弹性模量等。

最后,在边界条件设置中,设置碰撞速度、角度、重力等条件,以模拟真实碰撞情况。

四、碰撞模拟仿真的应用碰撞模拟仿真的应用广泛涉及车辆设计、碰撞测试和安全评估等方面。

在车辆设计中,工程师可以通过模拟仿真找到设计上的问题并进行改进,以提高车辆的安全性能。

在碰撞测试中,模拟仿真可以预测碰撞过程中乘员头部受到的冲击力和变形情况,为碰撞试验提供参考依据。

在安全评估中,碰撞模拟仿真可以根据不同的碰撞情况,评估乘员头部受伤的可能性,并提供改进建议。

五、碰撞模拟仿真的局限性虽然碰撞模拟仿真在车辆安全领域有很大的应用前景,但仍存在一定的局限性。

首先,碰撞模拟仿真的准确性受到材料特性和边界条件等参数的影响。

基于虚拟碰撞模拟的汽车安全性能评估与优化

基于虚拟碰撞模拟的汽车安全性能评估与优化

基于虚拟碰撞模拟的汽车安全性能评估与优化随着汽车行业的不断发展,汽车安全性能一直是人们关注的重点之一。

为了提高汽车的安全性能,传统的实车碰撞测试方法存在时间长、成本高和资源浪费等问题。

而基于虚拟碰撞模拟的汽车安全性能评估与优化则成为一种更加高效、经济的方法。

一、背景介绍汽车安全性能评估与优化是指通过模拟碰撞实验来评估汽车在碰撞事故中的安全性能,并针对模拟结果进行优化改进。

虚拟碰撞模拟技术是基于计算机辅助工程(CAE)原理,通过建立精确的虚拟模型和真实的碰撞场景,在计算机中模拟真实的碰撞过程,并得出碰撞后的车辆变形和损伤情况,从而评估车辆的安全性能。

二、虚拟碰撞模拟的优势1. 时间和成本效益:相比于传统的实车碰撞测试,虚拟碰撞模拟可以在计算机中通过软件模拟实现,大大缩短了测试周期和成本。

2. 多样化的碰撞场景:虚拟碰撞模拟可以根据实际情况创建各种常见的碰撞场景,包括正面碰撞、侧面碰撞、后面碰撞等,为车辆在不同碰撞情况下的安全性能评估提供了更为准确的结果。

3. 可重复性:虚拟碰撞模拟可以通过调整参数和条件进行多次测试,保证结果的可靠性和稳定性,能够为车辆设计和改进提供更多参考依据。

4. 算法和模型的不断优化:随着虚拟碰撞模拟技术的不断发展,其算法和模型也在不断优化和完善,提高了仿真的准确性和真实性。

三、虚拟碰撞模拟的流程1. 建立车辆模型:首先需要建立车辆的虚拟模型,包括车身、底盘、发动机等部件,模型的精确性对模拟结果的准确性至关重要。

2. 设定碰撞场景:根据实际的碰撞情况设定虚拟碰撞场景,包括碰撞速度、角度、碰撞物体等,确保模拟结果具有参考价值。

3. 进行虚拟碰撞模拟:在计算机中进行碰撞模拟,通过数值计算和物理仿真,模拟碰撞过程中车辆的动态变化、应力分布和损伤情况。

4. 评估模拟结果:根据模拟结果对车辆的变形程度、安全空间、动能吸收能力等进行评估,判断车辆的安全性能。

5. 优化改进方案:根据评估结果,对车辆的结构和材料进行优化改进,提高车辆的安全性能。

基于虚拟碰撞仿真的电动汽车碰撞安全评估方法

基于虚拟碰撞仿真的电动汽车碰撞安全评估方法

基于虚拟碰撞仿真的电动汽车碰撞安全评估方法随着电动汽车的普及和应用,对其碰撞安全性能的评估变得愈发重要。

传统的碰撞测试需要大量的资源和时间,并且可能对车辆和人员造成潜在的风险。

因此,基于虚拟碰撞仿真的电动汽车碰撞安全评估方法逐渐受到广泛关注。

一、引言电动汽车的发展为环境保护和能源节约提供了新的方向,但在安全性能方面仍然存在挑战。

为了加快和改进电动汽车的碰撞安全评估,虚拟碰撞仿真方法被引入。

本文旨在探讨基于虚拟碰撞仿真的电动汽车碰撞安全评估方法,以期为电动汽车设计和制造提供更准确的碰撞安全评估。

二、虚拟碰撞仿真的原理虚拟碰撞仿真利用计算机模型和仿真技术,通过建立数学模型和物理模型,模拟真实碰撞事件的发生与变化过程。

其中,数学模型用于描述车辆的结构和特性,物理模型则模拟碰撞时车辆之间的相互作用。

三、采用的数据为了进行虚拟碰撞仿真,需要收集和采用一系列相关数据,包括电动汽车的结构参数、材料特性、碰撞测试数据等。

这些数据可通过实验、测试和仿真计算等手段获取,并经过验证和校准,以提高评估的准确性和可靠性。

四、建立电动汽车模型在进行虚拟碰撞仿真之前,需要建立电动汽车的几何形状模型和功能模型。

几何形状模型用于描述车辆的外形和尺寸,可以基于CAD软件绘制。

功能模型则包括车辆的动力学模型、碰撞响应模型等,可利用多体动力学仿真软件进行建模。

五、碰撞仿真与分析通过将车辆模型放置在相应的道路场景中,并给定相应的碰撞速度、角度等参数,进行虚拟碰撞仿真。

仿真过程中,可以观察和分析车辆各部件的变形情况、能量吸收情况、应力分布等,从而评估车辆在碰撞条件下的安全性能。

六、评估指标与标准针对电动汽车碰撞安全性能的评估,可以采用一系列评估指标,如总体形变值、顶点加速度、能量吸收率等。

基于这些指标,还可以制定相应的评估标准,以判断电动汽车在碰撞时是否符合安全要求。

七、案例分析通过实际案例的仿真和分析,可以验证基于虚拟碰撞仿真的电动汽车碰撞安全评估方法的有效性和准确性。

基于碰撞模拟仿真的汽车安全性评估

基于碰撞模拟仿真的汽车安全性评估

基于碰撞模拟仿真的汽车安全性评估随着汽车行业的快速发展和技术的不断创新,汽车安全性评估成为保障驾驶者和乘客生命安全的重要环节。

碰撞模拟仿真技术作为一种先进的评估手段,被广泛应用于汽车安全性评估领域。

本文将详细介绍基于碰撞模拟仿真的汽车安全性评估方法及其应用。

一、碰撞模拟仿真的原理及优势碰撞模拟仿真是通过数值模拟方法,对汽车在碰撞事故中的行为进行模拟和分析的过程。

其原理是基于物理学的力学原理和计算机模型的构建,在计算机上模拟真实碰撞过程中各个部件的运动和变形情况。

通过模拟碰撞过程,可以获取汽车在各种不同碰撞情况下的应力、应变、形变等数据,从而评估汽车的安全性能。

与传统试验方法相比,碰撞模拟仿真具有以下优势:1. 成本低廉:传统试验需要耗费大量的人力、物力和财力,而碰撞模拟仿真只需进行计算机模拟即可,省去了试验设备和场地的需求,大大降低了成本。

2. 安全性高:试验过程中存在一定的危险性,而模拟仿真只在计算机环境中进行,不会对人员和设备产生任何危害。

3. 精度高:利用数值计算方法,可以更加准确地计算汽车在碰撞中的力学响应,得到更为精确的评估结果。

4. 模拟灵活:通过改变碰撞角度、速度、质量等参数,可以模拟不同的碰撞情况,为不同的安全性评估需求提供支持。

二、基于碰撞模拟仿真的汽车安全性评估方法基于碰撞模拟仿真的汽车安全性评估方法主要包括以下几个步骤:1. 构建汽车碰撞模型:首先,需要通过计算机辅助设计软件构建汽车的三维模型,包括车身、车架、发动机舱、底盘等部分。

同时,需要制定合适的材料参数和通用力学性质,以确保模型的真实性和可靠性。

2. 碰撞模拟设置:根据实际需求,确定碰撞的类型、角度、速度等参数,并设置合适的仿真环境条件,如碰撞壁厚度、摩擦系数等。

同时,需要考虑到不同的碰撞时机和碰撞对手车辆的特性。

3. 碰撞模拟仿真:在碰撞模拟软件中,导入汽车模型和设定好的参数,进行碰撞模拟仿真计算。

通过数值计算方法,模拟碰撞过程中汽车的运动、力学响应和变形情况。

基于汽车碰撞模拟仿真的安全性能评估方法研究

基于汽车碰撞模拟仿真的安全性能评估方法研究

基于汽车碰撞模拟仿真的安全性能评估方法研究一、引言汽车碰撞安全性能评估一直是汽车工程领域的关键研究方向之一。

针对汽车在碰撞事故中的安全性能,利用模拟仿真技术来进行评估已经成为一种常见的方法。

本文将探讨基于汽车碰撞模拟仿真的安全性能评估方法,以及其在汽车设计和制造中的应用。

二、汽车碰撞模拟仿真技术的发展1. 碰撞模拟仿真技术的背景和意义汽车碰撞模拟仿真技术是指利用计算机模型和数值计算方法对汽车在碰撞中的物理行为进行仿真和分析的技术。

它解决了传统试验方法在时间、经济和安全性方面的局限性,为汽车安全性能评估提供了一种有效的手段。

2. 汽车碰撞模拟仿真技术的原理和方法汽车碰撞模拟仿真技术基于有限元法和多体动力学理论,通过建立汽车结构的有限元模型和碰撞过程的多体动力学模型,模拟汽车在碰撞中的物理行为。

其流程包括前处理、求解和后处理等步骤。

前处理主要是对汽车模型进行几何建模和材料属性定义,求解阶段通过相应的数值计算方法模拟碰撞过程,后处理则对仿真结果进行可视化和分析。

三、基于汽车碰撞模拟仿真的安全性能评估方法1. 受伤风险评估基于碰撞模拟仿真的安全性能评估方法可以通过对人体受力和组织损伤的分析,评估碰撞事故中乘员的受伤风险。

通过在模型中添加人体模型,模拟车内乘员在碰撞中所受的力和压力分布,进而计算受伤指数和损伤程度。

2. 车辆变形和结构强度评估汽车在碰撞事故中的变形和结构强度是评估其安全性能的重要指标。

基于碰撞模拟仿真的方法可以在不同碰撞模式下,分析汽车的变形情况和结构强度,进而评估其碰撞安全性能。

通过仿真分析,可以预测车身结构的破坏情况和刚度变化,为汽车设计者提供重要参考。

3. 偏置碰撞和侧面碰撞评估偏置碰撞和侧面碰撞是碰撞事故中较为常见的情况,对汽车的安全性能提出了更高的要求。

基于碰撞模拟仿真的方法可以模拟不同碰撞模式下的力和能量传递,分析车辆在偏置碰撞和侧面碰撞中的受力情况,评估其安全性能。

四、基于汽车碰撞模拟仿真的安全性能评估在汽车设计中的应用1. 新车型设计和优化基于碰撞模拟仿真的安全性能评估可以在汽车新车型设计和优化中提供快速有效的方法。

基于虚拟试验的轿车正面碰撞安全性分析.doc

基于虚拟试验的轿车正面碰撞安全性分析.doc

基于虚拟试验的轿车正面碰撞安全性分析一、引言长期以来,轿车安全性能一直是汽车工业界非常关注的课题。

用实车碰撞试验可测定轿车安全性能,但因其需在实物样机上安装各种测试设备,进行实地试验,成本高、时间长,所以探索新的试验方法一直是汽车工业界所追求的目标。

随着计算机技术的发展和各种应用软件的出现,人们可以用计算机来模拟轿车碰撞试验。

利用虚拟现实技术设计的汽车虚拟试验场可逼真地实现试验过程,通过交互改变汽车设计参数、试验道路环境,可以验证设计方案,从而达到缩短设计周期、降低开发成本、提高产品质量的目的。

与传统的实车试验相比,应用虚拟试验场具有快速、逼真、可重复性等特点,可无危险、无损坏地进行碰撞、翻倾等极限试验。

这种方法虽然不能完全取代实际的轿车碰撞试验,但却使人们能够根据计算机模拟试验的结果更好地、更精确地安排实际试验,以减少试验次数和时间,降低试验成本。

正面碰撞是汽车碰撞事故中最多、对人体危害最大的碰撞形式,也是国际上许多安全法规中规定的小型客车和轿车的最主要标准试验。

本文选取国产燃料电池轿车“超越二号”为虚拟试验对象,模拟其正面碰撞,从而预测和评价该车型的被动安全性,对该车型安全设计的改进具有指导作用。

由于燃料电池轿车目前仍属于前‘瞻型产品,其高昂的制造成本决定了暂时无法、进行实车碰撞试验,而虚拟试验场由于其无危险、无损坏、可重复性等特点正是非常合适的试验方法。

由于虚拟现实系统需要实时计算,对计算速度要求较高。

因此,实现虚拟试验场景及仿真必须要有相应的软硬件支持,本试验采用的操作系统为UNIX(多任务、多线程),硬件为双CPU高速SCSI接口硬盘的HP可视化工作站。

作者利用HYPERMESH软件对整车模型进行网格划分,建立了车辆的有限元模型,用PAM-CRASH软件建立了虚拟试验场,并模拟了正面碰撞,把分析的数据传送到虚拟环境中,驱动场景中的车辆使之形象、逼真地实现试验。

二、虚拟试验对象的建立由于计算技术的局限性,在早期的计算机模拟碰撞试验中一般只独立模拟乘员的运动响应或者整车的变形吸能,而很少将两者结合起来研究。

基于虚拟试验的汽车前碰撞安全气囊防护效率的研究

基于虚拟试验的汽车前碰撞安全气囊防护效率的研究

基于虚拟试验的汽车前碰撞安垒气囊防护效率的研究磐寒磊求多秽答寨,露懿在验证务秘公式怒蓑歪磷方嚣,辑突破损蕺僚氇是至关重要的;鉴定事故存在韵真实性,通过查诚事故车辆的损伤部位有无甄相矛盾之处,即可判断翼伪。

辘骆疲迹静整翔方法:事敖车辆静轮羧在事藏现场黯西上豹淫痰怒推断事簸形态的蘑要证据之一}。

可通过滑痕图形来说明驾驶状态,通过痕迹的宽度判断纵漏或怒横潺等铃。

加害部位岛被害部位:受害入的身体受伤程度魑很重要的证据,在前碰撞中,未系安全带的乘员是由予惯性作用继续向前运动,逡接落座位晨上的被密部位均车身热害帮整匏盔线藏蹩聚受骜狰麴魏迹,瞧是该攀碰撞豹逶动方商。

散落物的黢别方法:敝落物包括玻璃碎片、车身t的泥土、涂料、铁锈等等,在此关键是提爨“落在铮么地方”积“牯醛在传么糖体上”缒疑蜓。

1.2.2损伤生物力学羧经生物力学懿主簧龌究方法为碰撞试验和计冀机仿真。

1)碰撞试骚碰撞试验怒损伤生物力学研究的重要綦础手段,其试验模塑包括生物模型和机械模型11¨。

具体如下:黼1-5美鳓翠生榜魂力攀实{融豳㈣的A粪穗滤者试验靠>天类恚瓣者用人类志愿者作为模趔进行试验要在确保不发生损伤鲍条传下进杼,并有黟格豹制度謦珏试验娥范。

这种试验掰以提供人体在没穰发生损伤对响应的很多一般性知识,其结采对于开发梳械式假人和人体数学模型都很重簧。

此外述可以研究活体组织在冲击载荷下的响瘦。

第一例具有完整纪浆的人类悫愿者试验是1954年在美冒Holloman空军基地进行懿,志愿者是John。

PaulStapp上校。

美国海军生物力学实验室进行了大量鸵入类虑愿者试毅。

一般恚愿者为受过受好训练静青警,多为军入,德稍对痛豹忍受能力比一般人高很多,所以试验结果一般不能直接用于对女性、儿童和老年人。

圈l。

5绘密了繇究蕻部撂鞭蘩夔惑瑟誊试验蠢置。

b)PMHS试验人类尸体试验,也称PMHST(PastMortalHumanSubjectTest),尸体试验是碰撞实验研究弱爨要方法,主要翔予入钵损伤力学的辑究,试验静结采{魏是验证枫基予廉攒试验的汽车前碰撞安尊汽囊防护效率的研究表3.{气袋物理参鼓体积杨氏模量泊松比密度渗透因子厚度721.667SOL200MPa0.2034OO.O003mkg/m’蘸金.≤§’/,晒产、、≥lf歹\二少\~/办.{。

基于虚拟仿真技术的汽车碰撞安全测试研究

基于虚拟仿真技术的汽车碰撞安全测试研究

基于虚拟仿真技术的汽车碰撞安全测试研究汽车安全一直以来都是人们关注的热点话题,而在汽车安全的各个方面中,汽车碰撞安全测试更是至关重要。

虚拟仿真技术的应用给汽车碰撞安全测试带来了巨大的变化,基于虚拟仿真技术的汽车碰撞安全测试研究也就成为了重要的研究方向。

一、虚拟仿真技术在汽车碰撞安全测试中的应用虚拟仿真技术是指通过计算机技术和虚拟现实技术模拟真实对象在特定情况下的各种行为方式。

在汽车碰撞安全测试中,虚拟仿真技术已经被广泛应用。

通过虚拟仿真技术建立的模型,可以模拟车身的各个区域在不同碰撞情况下受到的力度和变形程度,从而分析车身的结构所产生的应力和变形,并根据模拟结果来进行优化设计,提高汽车的碰撞安全性能。

二、基于虚拟仿真技术的汽车碰撞安全测试研究的意义虚拟仿真技术的应用对汽车碰撞安全测试研究具有重要的意义。

首先,虚拟仿真技术能够精准地模拟汽车在不同碰撞情况下的变形和变化,同时能够进行多种不同的仿真和测试,从而寻找最优方案。

其次,基于虚拟仿真技术的汽车碰撞安全测试节省了大量的时间和成本。

传统的汽车碰撞测试需要购买专门的测试设备,并对不同的测试场地和各种不确定性因素进行考虑,而基于虚拟仿真技术的汽车碰撞测试则完全不需要考虑这些问题,可以节省大量的时间和成本。

最后,虚拟仿真技术的应用能够有效地提高汽车碰撞安全性能。

通过优化设计和模拟测试,可以发现改进点,并提出相应的解决方案,从而提高汽车碰撞安全性能。

三、基于虚拟仿真技术的汽车碰撞安全测试研究中的挑战和问题虚拟仿真技术的应用使得汽车碰撞安全测试工作变得更为高效,然而,也存在一些挑战和问题。

首先,虚拟仿真技术的应用需要高精度、高度还原真实场景。

由于汽车碰撞测试涉及到很多复杂的物理和力学问题,因此,需要对仿真平台和测试方法进行优化,提高仿真精度。

其次,虚拟仿真技术的应用也需要不断优化仿真算法和模型。

虚拟仿真技术的应用领域非常广泛,因此,需要不断提高算法和模型的准确性,从而能够更好地模拟汽车在不同碰撞情况下的变化。

基于虚拟试验的汽车40﹪偏置碰撞抗撞性研究的开题报告

基于虚拟试验的汽车40﹪偏置碰撞抗撞性研究的开题报告

基于虚拟试验的汽车40﹪偏置碰撞抗撞性研究的开题报告题目:基于虚拟试验的汽车40﹪偏置碰撞抗撞性研究一、研究背景随着交通事故的不断增多和人们安全意识的不断提高,汽车的安全性越来越受到人们的关注。

其中,40﹪偏置碰撞事故是一种常见的交通事故类型之一,它对车辆的结构和安全性能提出了更高的要求。

因此,通过对该类事故进行虚拟试验研究,分析车辆的抗撞性能,对汽车的安全性能提升具有重要的意义。

二、研究目的本研究的主要目的是通过建立基于虚拟试验的汽车40﹪偏置碰撞模型,模拟车辆在碰撞过程中的受力情况和变形程度,分析和评价车辆的抗撞性能,为汽车的安全性能提升提供理论依据。

三、研究内容和方法(一)研究内容1.搜集与文献相关资料,了解汽车40﹪偏置碰撞事故的特点和相关标准。

2.建立汽车40﹪偏置碰撞模型,采用ADAMS软件进行碰撞仿真,分析车辆在碰撞过程中受力情况、变形程度和能量吸收情况。

3.对不同车型、材质、结构的车辆进行碰撞试验,比较其抗撞性能差异,评估不同车辆的安全性能。

(二)研究方法1.采用虚拟试验的方法建立汽车40﹪偏置碰撞模型,完成碰撞仿真分析。

2.选取不同车型、材质、结构的汽车进行40﹪偏置碰撞试验,测量车辆在碰撞过程中的受力、变形和能量吸收等参数。

3.利用SPSS统计软件对试验数据进行分析和处理,并进行回归分析和方差分析等统计方法,得出不同车型、材质、结构的汽车在40﹪偏置碰撞试验中的抗撞性能差异。

四、研究意义本研究对于汽车的安全性能提升具有重要的意义。

通过建立基于虚拟试验的汽车40﹪偏置碰撞模型,可以为汽车制造商提供实现车辆抗撞性能优化的理论依据,为进一步提高汽车的安全性能提供指导性意见。

五、预期成果本研究的预期成果包括:建立汽车40﹪偏置碰撞模型;分析和评估不同车型、材质、结构的车辆在40﹪偏置碰撞试验中的抗撞性能;提出具体的车辆结构设计措施,为汽车制造商提供安全性能优化建议。

汽车碰撞模拟仿真在碰撞安全性评估中的应用研究

汽车碰撞模拟仿真在碰撞安全性评估中的应用研究

汽车碰撞模拟仿真在碰撞安全性评估中的应用研究随着汽车工业的发展,车辆的安全性评估变得越来越重要。

为了提高碰撞安全性,汽车碰撞模拟仿真技术应运而生。

本文旨在探讨汽车碰撞模拟仿真在碰撞安全性评估中的应用研究,并通过案例分析来验证其有效性。

I. 引言汽车碰撞事故是造成人员伤亡和财产损失的主要原因之一。

为了降低碰撞事故对人们生命财产带来的危害,汽车制造商在设计和生产过程中追求碰撞安全。

在过去,复杂的试验与实验研究是评估汽车碰撞安全性的主要手段,然而这种方法存在高昂的成本和时间消耗的问题。

因此,汽车碰撞模拟仿真技术应运而生。

II. 汽车碰撞模拟仿真技术简介汽车碰撞模拟仿真技术是通过计算机软件模拟车辆碰撞过程,预测车辆在碰撞中承受的力和应力,从而评估车辆的碰撞安全性能。

其基本原理包括建立车辆模型、选择合适的物理力学模型、设定碰撞条件和进行数值计算等。

III. 汽车碰撞模拟仿真在碰撞安全性评估中的应用1. 碰撞安全性评价指标碰撞安全性评价指标是评估车辆碰撞安全性能的关键参数。

常用的评价指标包括骨密度因子、内能吸收率、位移曲线等。

通过汽车碰撞模拟仿真,可以准确计算和评估这些指标,从而为汽车设计改进提供依据。

2. 碰撞类型模拟汽车碰撞事故种类多样,包括车辆与车辆的碰撞、车辆与道路设施的碰撞等。

通过模拟不同类型的碰撞,可以研究不同碰撞情况下车辆的变形程度、能量吸收情况等重要参数,并针对性地改善车辆结构和材料。

3. 安全气囊系统研发安全气囊是车辆碰撞事故中保护乘客安全的重要装置。

通过汽车碰撞模拟仿真,可以对安全气囊的触发时机和装配位置进行优化,提高其在碰撞时的作用效果,从而最大程度地保护乘客的安全。

IV. 汽车碰撞模拟仿真技术的优势和挑战1. 优势汽车碰撞模拟仿真技术具有成本低、实验周期短、灵活性高等优势。

相比于传统试验方法,汽车碰撞模拟仿真能够在早期设计阶段快速评估车辆碰撞安全性能,为设计改进提供及时的反馈。

2. 挑战汽车碰撞模拟仿真技术也存在一些挑战。

基于虚拟试验的轿车正面碰撞安全性分析

基于虚拟试验的轿车正面碰撞安全性分析

i uyid xo u myi f na cahi a a zdt a aete o ysrc r f h e clcri n r— e f m r tl rs n l e e l t d ut eo e ul e a j n d n o s y ov u hb t u t f l n
A src: cr i e clcr scoe s h i u l et betO e ai o h nt l n bt t A et nf l e a h sna ev ta ts o jc. nt s f ef i e met a a u l i t r h b s t i e e
拟了轿车的正面碰撞试 验 , 并对其正 面碰撞人体伤情指 数进行 分析 , 动安全性 角度分 析了燃料 电池 轿车 的车 从被
身结构对正面碰撞安全性的影响 .
关键词 : 料电池轿车 ; 燃 虚拟碰撞试验 ;被动安全性
中图分类号: 4 19 U 6 .1 文献标识码 : A 文章 编号 : 2 3 7 X 2 0 )9 2 2 5 0 5 —3 4 ( 0 6 0 —14 —0
tr fp siesft n fo tl r h. emso asv aeyi rn a a cs Ke r s f e el a ;vru lcah ts ;p sv aey ywo d :u lcl cr i a r e t a iesft t s s
长期以来 , 轿车安全性能一直是汽车工业界非 常关 注的研究课 题 . 实 车 碰 撞 试 验 可测 定 轿 车 安 用 全性能, 但需要在实车上安装各种测试设备进行实 地试验, 成本高、 时间长 , 以探索新 的试验方法一 所 直是汽车工业界所追求 的目标 . 随着计算机技术 的 发展和各种应用软件 的出现. 利用虚拟现实技术设
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YF-ED-J2695可按资料类型定义编号基于虚拟试验的轿车正面碰撞安全性分析实用版Management Of Personal, Equipment And Product Safety In Daily Work, So The Labor Process Can Be Carried Out Under Material Conditions And Work Order That Meet Safety Requirements.(示范文稿)二零XX年XX月XX日基于虚拟试验的轿车正面碰撞安全性分析实用版提示:该安全管理文档适合使用于日常工作中人身安全、设备和产品安全,以及交通运输安全等方面的管理,使劳动过程在符合安全要求的物质条件和工作秩序下进行,防止伤亡事故、设备事故及各种灾害的发生。

下载后可以对文件进行定制修改,请根据实际需要调整使用。

一、引言长期以来,轿车安全性能一直是汽车工业界非常关注的课题。

用实车碰撞试验可测定轿车安全性能,但因其需在实物样机上安装各种测试设备,进行实地试验,成本高、时间长,所以探索新的试验方法一直是汽车工业界所追求的目标。

随着计算机技术的发展和各种应用软件的出现,人们可以用计算机来模拟轿车碰撞试验。

利用虚拟现实技术设计的汽车虚拟试验场可逼真地实现试验过程,通过交互改变汽车设计参数、试验道路环境,可以验证设计方案,从而达到缩短设计周期、降低开发成本、提高产品质量的目的。

与传统的实车试验相比,应用虚拟试验场具有快速、逼真、可重复性等特点,可无危险、无损坏地进行碰撞、翻倾等极限试验。

这种方法虽然不能完全取代实际的轿车碰撞试验,但却使人们能够根据计算机模拟试验的结果更好地、更精确地安排实际试验,以减少试验次数和时间,降低试验成本。

正面碰撞是汽车碰撞事故中最多、对人体危害最大的碰撞形式,也是国际上许多安全法规中规定的小型客车和轿车的最主要标准试验。

本文选取国产燃料电池轿车“超越二号”为虚拟试验对象,模拟其正面碰撞,从而预测和评价该车型的被动安全性,对该车型安全设计的改进具有指导作用。

由于燃料电池轿车目前仍属于前‘瞻型产品,其高昂的制造成本决定了暂时无法、进行实车碰撞试验,而虚拟试验场由于其无危险、无损坏、可重复性等特点正是非常合适的试验方法。

由于虚拟现实系统需要实时计算,对计算速度要求较高。

因此,实现虚拟试验场景及仿真必须要有相应的软硬件支持,本试验采用的操作系统为UNIX(多任务、多线程),硬件为双CPU高速SCSI接口硬盘的HP可视化工作站。

作者利用HYPERMESH软件对整车模型进行网格划分,建立了车辆的有限元模型,用PAM-CRASH软件建立了虚拟试验场,并模拟了正面碰撞,把分析的数据传送到虚拟环境中,驱动场景中的车辆使之形象、逼真地实现试验。

二、虚拟试验对象的建立由于计算技术的局限性,在早期的计算机模拟碰撞试验中一般只独立模拟乘员的运动响应或者整车的变形吸能,而很少将两者结合起来研究。

随着虚拟现实技术的发展,计算机模拟碰撞试验的能力不断提高,因此本文要将乘员及约束系统模型导入到“超越二号”燃料电池轿车整车碰撞计算模型中,其中主要包括仪表板、转向系统、座椅、人体模型以及安全带等,并将两者结合起来作为一个整体进行研究,这样建立的虚拟试验对象更加符合实际情况,从而得出更可信的结果。

(一)建立燃料电池轿车的整车有限元模型1.料电池轿车车身建模燃料电池轿车车身CAE建模使用ALTAIRHYPERMESH软件。

由于白车身零件基本上是薄壁板材结构,所以单元类型选择为壳单元,燃料电池车身模型总共划分为177298个单元,其中燃料电池动力系统零部件及其车架、连接件模型单元数量为76082个(图1)。

由于研究的是整车的碰撞特性,因而单元划分原则上采用四边形单元。

但是车身零部件结构形状非常复杂,仅使用规则的四边形单元会产生在边界和结构形状突变处的单元过于狭小,长宽比过大,所以在定义网格时,允许在局部(非平面处)使用内角大于45°的三角形单元,三角形单元数占单元总数的比值应尽量小,控制在10%左右,否则将会影响计算精度。

单元边长为10~30MM,如果值太小会减小时间步长,增加计算时间,2.材料定义由于在整车的正面碰撞模拟中,燃料电池汽车前舱中的动力系统零件的质量会影响整车质量的分布和转动惯量,因此需要进行质量的重新分配和局部配重,力求使模型的质量和重心位置与实际相差无几。

根据要求,钣金件通常使用ST13及ST14号材料,属于PAM-GENERIS 中的103号弹性材料。

燃料电池动力系统中,电机为刚体,对于高压接线盒、低压接线盒以及电动转向泵等材料为塑料的零部件,选用ABS 塑料材料。

3.刚体的定义刚体用于碰撞中变形很小或不变形的部分。

如在正面碰撞模型中,可将BA立柱之后的部分定义成刚体。

这样可大大节省计算时间,提高计算效率。

4.连接的模拟动力系统零部件通过螺栓连接在车架上,在碰撞模拟中采用杆单元连接点焊连接。

零部件与车架或梁的螺栓连接其实也可以简化为杆单元连接焊点的方式,因为螺栓的失效表现为剪切和拉断,只要定义此处焊点在这些方向上的失效就能代替螺栓连接。

5.接触定义将整车和车架模型分别定义为36号自接触(SELFCONTACT),对于接触参数的定义,如穿透厚度、惩罚系数、摩擦系数等的定义,则均通过多次模拟结果与试验数据对比获得。

(二)建立乘员约束系统的有限元模型计算、模型中主要定义材料、刚体、爆点、接触几项。

1.材料(MATERIAL)分别对仪表板、转向系统零件以及座椅、假人进行材料定义。

其中假人材料为PAM-SAFE 软件中自动生成的,仪表板材料定义为脆性材料,转向系统零件材料为铁。

2.刚体(RIGIDBODY)由于在碰撞过程中座椅骨架的变形很小,因此将座椅骨架部分定义为了刚体。

3.焊点(SPOTWELD)根据实际情况,将导入的转向系统和仪表板与整车连接起来。

4.接触(CONTACTINTERFACE)由于导入了仪表盘、转向系统以及含约束系统的座椅假人模型,在碰撞过程中,人体由于惯性作用力,会和乘员舱内部件发生二次碰撞,为了能较好地模拟出在碰撞过程中人体运动响应,我们分别以下三类接触类型的共8对接触对(CONTACTPAIR)。

(1)点对面的接触在PAM-GENERIS中提供了一种点对面的接触类型,即1#接触。

本文将这种接触运用于上下转向柱之间,以模拟他们之间的滑动运动副。

因为在实际的转向系统中,两者在受到冲击后将产生相对滑动,以减少对乘员的伤害。

(2)面对面的接触面对面的接触是本文中运用的最多的一种接触类型,譬如人体与乘员约束系统之间的接触均采用这种类型,包括头-胸部之间的接触、躯干-座椅之间的接触、躯干与安全带之间的接触、肢体与内饰之间的接触和头部与方向盘之间的接触。

(3)自接触除了燃料电池轿车车身的自接触外,由于考虑到座椅在碰撞过程中,亦同样会受到挤压变形,所以还同时定义了一个座椅骨架的自接触。

对于接触的参数如穿透厚度、惩罚系数、摩擦系数等的定义,则均通过多次模拟结果与试验数据的对比获得。

带乘员约束系统的燃料电池轿车整车有限元模型如图3所示,至此虚拟试验对象建立完成。

三、虚拟试验场的建立根据中华人民共和国国家标准GB/T11551-89关于汽车乘员碰撞保护的规定,当车辆以48KM/H的速度向前行驶,与一个垂直于车辆行驶方向、或与车辆行驶方向成大于或等于60°角的固定屏障壁相碰撞时,前排座位处用座椅安全带束紧的假人,应满足下列条件:(1)假人的各部分自始至终都应在车厢内。

(2)假人头部伤害指数(HIC)不得大于1000。

(3)当作用时间超过3MS时,假人胸部质心处的合成加速度应不大于60G。

(4)假人每条大腿轴向的合力应不大于LOKN。

作者在PAM-CRASH的前处理模块GENERIS 中依照国家标准定义了重力场、整车初速、垂直车速方向的刚墙等边界条件。

根据法规,整车试验是车撞刚性壁障。

在GENERIS中可通过刚墙来模拟壁障。

在本次的正面碰撞模拟中还考虑了重力(即在Z方向加一9.8M/S的加速度场)对碰撞的影响,地面也采用刚墙方式定义,并考虑了轮胎与地面接触部分的摩擦力。

整车初速度定义为48KM/H。

带乘员约束系统的“超越二号”燃料电池轿车整车计算模型包括197047个节点,192308个壳单元,3578个体单元,18个杆单元,计算的时间步长为10-4S,碰撞时间为150MS,即直到假人回弹为止。

至此虚拟试验场建立完成。

四、虚拟试验结果分析使用PAM-CRASH的后、处理模块PAM-VIEW 可以观察轿车在碰撞过程中假人所受伤害指数。

(一)头部伤害指数日HIC (HEADINJURYCRITERION)在正面碰撞过程中,作用在人体头部沿车身纵向的加速度是最主要的加速度荷载,因此HIC是汽车碰撞研究中最常用的评价头部损伤的标准,并且被认为是一个能适当区分接触与非接触冲击的标准。

我国的相应法规将头部伤害指数值1000定为正面碰撞过程中人体头部所能忍受的极限,高于此值将被认为会造成对乘员的伤害。

图5为超越二号燃料电池轿车的HIC值的模拟计算结果:在本文中,由模拟计算得出的超越二号燃料电池轿车的人体头部加速度模拟值HIC为1072.1。

(二)胸部3MS合成加速度指标(Α3MS)生理学的研究表明,对于人体胸部的伤害指标是,人体能够忍受3MS或者更长时间的作用在上胸部(因为心、肺位于上胸腔)重心处的合成线加速度应小于60G,超出这个界限就很可能造成对人体胸腔内脏器的损伤。

图6是超越二号燃料电池轿车的3MS胸部合成加速度指标的模拟计算结果:超越二号模拟计算得出的值为54.481G,即533.914M/S+2。

和国家安全性法规中人体3MS胸部合成加速度指标值60G相比,超越二号燃料电池轿车的人体3MS胸部合成加速度指标模拟值达到了国家规定标准。

(三)腿部轴向力荷载在碰撞过程中由于车内的结构限制,人体的某些部位,主要是腿部会受到很大的轴向力载荷,这种大力载荷会造成如骨折、组织拉伤或挫伤等伤害,因此有必要用轴向力载荷来做为一个伤情指数。

本文分别对假人的左右大腿骨受力进行了模拟,见图7和图8。

国际法规和我国的法规均规定在48KM/H正面碰撞中“假人每条大腿轴向的合力应不大于10000N”。

模拟的结果表明,超越二号燃料电池轿车的人体左大腿骨最大受力值为5800N,右大腿骨最大受力值为3300N,完全符合法规要求。

(四)碰撞动画截图借助PAM-CRASH的后处理模块PAM-VIEW还可以观察轿车在碰撞过程中的变形、受力状态、速度、加速度等。

下图即为在碰撞过程不同时刻轿车模型的变形:由碰撞动画截图发现车身框架的变形并不大,因此可以推测碰撞发生后车门仍能正常打开,满足法规要求。

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