25％正面小偏置碰撞下某车型车身结构和约束系统仿真研究

摘要

在许多正碰事故中，如车辆左前角与另一车辆右前角相碰撞、斜向碰撞或与窄物体碰撞（如树、电线杆）等，由于仅有小部分车身参与碰撞，即使正确佩戴安全带和应用安全气囊，仍会导致乘员的死亡，这类交通事故被称为低重合率正面碰撞（SOFC）。在这类交通事故中，车体避开了多数车型的保险杠和前纵梁等结构件，碰撞能量直接传递至轮胎、乘员舱，导致轮胎总成失效或者相当容易地入侵乘员舱，对驾驶员造成直接的伤害。因此，研究低重合率正面碰撞很有必要。　　本文以某小轿车为研究对象，提出了一整套完整的低重合率正面碰撞(SOFC)下的车身结构优化流程，并对应地进行了针对该车型的约束系统匹配。首先介绍了美国公路安全保险协会（IIHS）提出的关于低重合率正面碰撞（SOFC）的评价试验（25％正面小偏置碰撞试验）及评价规范，采用hypermesh软件建立该车型的25%小偏置碰撞（SOI）工况，经过LS-DYNA软件分析计算后，将仿真数据与实验数据进行对标，验证模型的可信度。然后分析基础模型的结构耐撞性，以IIHS提出的评价指标对基础模型进行结构耐撞性评价。由此得出基础模型在小偏置碰撞下结构耐撞性存在的问题，然后对主要结构件设置测力截面，进行截面力分析，研究问题出现的原因和实质，得出具体的结构优化方案，应用该方案进行结构优化，对比基础模型和优化模型的结构耐撞性差异，然后分析优化模型主要结构件的截面力，分析优化方案的实质。最后对主要结构件进行刚度匹配，得出最终优化模型，将最终优化模型与之前的优化模型进行结构耐撞性对比，验证刚度匹配方案的可行性。　　在进行结构优化后，本文针对最终优化模型建立小偏置碰撞下的乘员—约束系统模型，采用正交实验法进行约束系统匹配，然后分析假人运动状态，最后对最终优化模型的车身结构耐撞性、假人伤害值和约束系统/假人运动学进行总体评价，验证本文思路的正确性。

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