基于MADYMO仿真的微型客车正面碰撞驾驶员损伤研究

摘要

正面碰撞是汽车碰撞中发生比例高且伤亡率最严重的碰撞形式，近年来，微型客车的保有量稳步增加，尤其在农村与城镇郊区，但微型客车的结构前端比较短，且由于经济性因素，乘员保护装置配备不是很全面，一旦发生正面碰撞，乘员伤亡很严重。论文以某微型客车为研究对象，在MADYMO软件环境中，建立正面碰撞的仿真模型，并对所建模型进行验证，并以乘员各部位的损伤情况为依据，从碰撞波形和乘员约束两方面，改进微客的安全性能，最大程度地减小乘员损伤。
　　论文阐述了乘员损伤机理和损伤评价指标，介绍了MADYMO仿真软件及其动力学仿真理论，依据我国正面碰撞法规的相关要求，建立微型客车正面碰撞MADYMO仿真模型。该仿真模型由MB-FB混合安全带、多刚体的地板、仪表板、座椅、转向系和HybridⅢ第50百分位男性假人组成。各刚体之间用铰连接模拟碰撞中各刚体之间的相对运动。各刚体之间的相互作用通过接触来定义。仿真模型计算输出为假人头部、胸部减速度曲线、胸部压缩量曲线及伤害指标值。
　　对实车正面碰撞试验的试验手段、试验程序、主要设备等进行详细描述，并利用实车试验输出的乘员损伤值对该微型客车乘员约束系统的仿真模型进行校正。将校正后的仿真模型作为本文研究的基本模型，以乘员损伤值为依据，从碰撞波形和乘员约束的安全带刚度和限力方面进行研究，优化微客的安全性，减小乘员损伤。将碰撞波形简化为双台阶曲线，通过正交试验方法，以胸部和WIC为依据确定优化的双台阶曲线;对于乘员约束系统的优化，对选择的约束参数进行灵敏度分析，确定与乘员损伤关联度大的部件，并对确定的部件进行仿真分析研究，确定最优组合。

目录

摘要

1 绪论

1．1 研究背景

1．2 国内外研究状况

1．2．1 乘员损伤研究状况

1．2．2 乘员约束系统的研究状况

1．3 主要研究内容及技术路线

1．3．1 主要研究内容

1．3．2 技术路线

2 乘员损伤评价指标及碰撞仿真理论

2．1 乘员损伤机理概述

2．2 乘员损伤评价指标

2．2．1 简明伤害标准

2．2．2 损伤评价指标

2．3 多刚体动力学

2．3．1 多刚体运动学基础

2．3．2 多刚体动力学基础

2．3．3 多刚体系统仿真求解方法

2．4 本章小结

3 微客正碰乘员约束系统建模及验证

3．1 MADYMO软件简介

3．2 微客正面碰撞乘员约束系统建模

3．2．1 车体系统建模

3．2．2 假人定位

3．2．3 安全带系统建模

3．3 仿真模型验证

3．3．1 实车碰撞试验

3．3．2 仿真模型外部输入

3．3．3 仿真模型验证

3．4 本章小结

4 乘员损伤分析及微客安全性优化

4．1 碰撞波形优化

4．1．1 碰撞波形与胸部损伤

4．1．2 碰撞波形的简化分析

4．1．3 碰撞波形的优化分析

4．2 汽车乘员约束系统优化

4．2．1 乘员约束系统参数分析

4．2．2 安全带参数优化分析

4．3 安全性优化结果

4．4 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢

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