整车安全及膝部安全气囊仿真方法的研究

摘要

汽车的安全性能越来越多的受到人们专注，许多汽车主机厂为了让自己的产品更具市场竞争力，同时也为了满足越来越苛刻的各国安全法规，在不断加大安全系统的配置，比较常见的安全配置包括驾驶位安全气囊，副驾驶位安全气囊，侧气囊，侧气帘，以及各种类型的安全带。以上安全配置可以较好的保护驾驶员和乘员头部以及身体上半部分。但在一般的碰撞事故中，汽车转向柱下方狭窄的空间很容易让乘员的腿部受到挤压，从而导致严重的腿部伤害，为了解决以上问题，膝部安全气囊应运而生，但是由于其成本较高，技术难度大，尚未在国内普及，相关的研究方法也较为鲜见。本文将系统性的介绍整个汽车安全仿真的全过程，结合整车安全设计和约束系统开发为一体，详细介绍膝部安全气囊开发的整个流程，包括膝部安全气囊的折叠、布置、气体发生器定义、膝部安全气囊标定及其展开。利用Ls-dyna显示有限元程序，耦合整车、假人、带限力装置和预紧装置的安全带、驾驶座安全气囊、膝部安全气囊、可溃缩式转向柱、座椅于一体，通过仿真模拟，验证膝部安全气囊的保护作用。并详细研究了膝部安全气囊展开过程中的压力、质量流、温度、体积等信息。为膝部安全气囊设计提供数据支持。

目录

声明

摘要

致谢

第一章 概述

1．1 汽车安全概述

1．2 课题研究背景和意义

1．3 国内外发展概况

1．4 汽车安全相关试验法规

1．4．1 美国的汽车安全技术法规(FMVSS)

1．4．2 欧洲汽车技术法规体系

1．4．3 日本汽车技术法规体系

1．4．4 中国汽车技术法规体系

1．5 本文主要研究内容

1．6 本章小结

第二章 汽车安全各系统介绍及仿真方法

2．1 车身结构设计

2．2 假人相关

2．2．1 假人介绍

2．2．2 假人标定

2．2．3 假人伤害值测量及输出

2．2．4 假人定位

2．3 安全带

2．3．1 安全带介绍

2．3．2 安全带锚点

2．3．3 安全带高度调节器

2．3．4．安全带织带

2．3．5 安全带导向环

2．3．6 安全带卷收器

2．3．7 安全带传感器

2．3．8 安全带佩戴方法

2．4 转向柱

2．5 壁障

2．6 安全气囊

2．6．1 安全气囊介绍

2．6．2 安全气囊折叠介绍

2．6．3 安全气囊的常用折叠方法

2．7 本章小结

第三章 安全气囊分析理论

3．1 安全气囊体积控制模型相关理论

3．1．1 安全气囊体积计算理论

3．1．2 安全气囊压力计算理论

3．2 安全气囊充气模型的相关理论

3．3 本章小结

第四章 膝部安全气囊仿真方法研究

4．1 气体发生器介绍及其仿真方法

4．1．1 Tanktest实验

4．1．2 气体发生器仿真

4．2 膝部安全气囊织物介绍及仿真

4．3 膝部安全气囊的组装、缝合、折叠及仿真方法介绍

4．4 膝部安全气囊标定

4．5 膝部气囊的布置

4．6 膝部安全气囊展开仿真

4．7 本章小结

第五章 整车系统仿真分析设置

5．1 边界条件

5．2 接触关系定义

5．3 安全带相关传感器设置

5．4 本章小结

第六章 仿真结果及分析

6．1 整车变形结果

6．1．1 车身变形结果输出

6．1．2 B柱下端加速度输出

6．2 约束系统变形结果

6．3 膝部安全气囊的相关分析结果

6．3．1 膝部安全气囊相关曲线输出

6．3．2 膝部安全气囊变形结果

6．4 假人腿部伤害结果

6．5 本章小结

第七章 总结和展望

7．1 总结

7．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文