基于行人保护的电控缓冲式装置仿真与研究

摘要

现代汽车的广泛使用在给人们生活出行带来便利的同时也带来了灾难,据统计,目前全世界每年约有50万人死于日常交通事故,其中美国每年死于交通事故的人数不少于3万,其中约有4000人行人,约占总死亡人数的11％。为了有效降低碰撞过程中的行人伤害,基于行人保护的汽车结构设计成为重要课题。
　　本文首先详细介绍了有限元分析的发展、特性和优点,按照EEVC(欧洲汽车试验委员会)法规,根据TRL行人小腿物理模型,建立了小腿有限元模型,并进行了静态和动态实验验证;建立了车辆的有限元模型,评估了该车型的行人腿部保护性能,并与试验结果进行对比验证。在得到正确的有限元模型后,自行设计的集机械、电子、液压于一体的综合性保险杠——电控液压缓冲式保险杠;分析了其基本设计原理、硬件装配、匹配原则及性能结论;设计了预碰预警装置,根据实时车速设定预警范围,再采用行人识别设备,保证液压伺服系统的正确启动;开发了单片机控制系统,用于从控制信号输入及输出。最后,在液压伺服系统性能结论的基础上,再次进行仿真分析,分析改进前后方案对小腿的影响情况,实现了电控液压缓冲式装置及预警系统的构建及其性能验证。
　　分析及研究结果证明电控液压缓冲式保险杠能有效降低小腿受到的伤害,增大接触面积、降低小腿加速度峰值、降低弯曲角度和剪切位移,为行人保护保险杠系统设计提供参考。

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第一章 绪 论

1.1 行人保护的发展

1.2 行人保护研究现状

1.3 本文研究内容和研究意义

第二章 行人保护小腿分析及数学模型

2.1 LS-DYNA软件

2.2 小腿冲击器建立

2.3 小腿模型验证

2.4 小腿碰撞区域的划分

2.5 碰撞仿真结果

2.6 碰撞试验结果

2.7 小腿冲击机构的简化数学模型

2.8 本章小结

第三章 电控液压伺服系统设计

3.1 电控液压伺服系统简介

3.2 电控液压伺服系统设计原理

3.3 电控液压伺服系统硬件装配

3.4 电控液压伺服系统匹配原则

3.5 电控液压伺服系统性能结论

3.6 本章小结

第四章 预警系统设计

4.1 预警距离的设计

4.2 车载行人识别设备

4.3 超声波电路

4.4 单片机设计电路

4.5 测距系统程序设计

4.6 本章小结

第五章 改进前后仿真结果对比

5.1 改进方案的实现

5.2 仿真结果

5.3 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 研究总结

6.2 研究展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文及取得的相关科研成果

致谢