论文摘要
在汽车碰撞过程中最大限度地提高对乘员的保护是汽车被动安全性研究的关键问题。随着现在的轿车上安全带和安全气囊的普及，不仅大大地减少了正面碰撞中乘员头部和颈部的损伤风险，而且有利于胸部的保护。但是由于胸部生物学结构特性的复杂性及在正面碰撞中驾驶员有限的生存空间，导致了驾驶员胸部保护效果并非十分理想。为了深入分析正面碰撞驾驶员胸部损伤和提高驾驶员胸部的保护效果，本文分析了驾驶员胸部损伤的影响因素，并在此基础上提出了降低驾驶员胸部损伤的有效防护措施。论文开展了以下几个方面研究。1根据胸部损伤基础理论和研究方法，较为详细地分析和总结了在汽车正面碰撞下乘员胸部的生物力学特征、损伤机理和损伤准则及其损伤评价办法。2借助于MADYMO软件建立了基于实车碰撞试验的多刚体动力学与有限元仿真基本模型，并按照工程修正的基本原则加以模型修正。在此基础上对照乘员损伤响应参数试验数据对仿真数学模型进行验证，从而得到可信度较高的仿真数学模型。3基于试验验证过的仿真数学模型，运用多刚体与有限元相结合的动力学仿真方法，研究了影响正面碰撞中驾驶员胸部保护的相关因素，包括：（1）研究了正面碰撞中不同的车辆碰撞波形对驾驶员胸部损伤的影响。将车辆碰撞波形简化成参数化的两阶梯形等效波形,分析波形中的参数对乘员胸部损伤的影响，并优化出提高胸部保护效果的两阶梯形等效波形。（2）分析了乘员约束系统的匹配对驾驶员胸部的保护效果。通过对乘员约束系统因素进行敏感度分析，筛选出敏感度较大的乘员约束系统因素进行匹配研究来分析对驾驶员胸部损伤的影响。研究表明，约束系统的匹配存在合理区域，能显著减轻对驾驶员胸部的伤害。4在驾驶员胸部损伤分析的基础上，通过计算机仿真分析了降低正面碰撞中驾驶员胸部损伤的有效途径，并提出了提高驾驶员胸部保护的防护措施。论文所述的研究能够有效地提高驾驶员胸部保护效果，可作为乘员其他部位保护分析的技术途径，对于乘员安全分析具有参考价值。研究结果对驾驶员胸部损伤研究及损伤防护技术开发具有积极的意义。
论文目录
摘要ABSTRACT第一章 绪论1.1 引言1.2 课题的背景和意义1.3 正面碰撞中乘员胸部损伤研究现状1.4 本文研究的主要内容第二章 汽车碰撞安全性仿真与乘员损伤理论基础2.1 引言2.2 多刚体动力学方法2.2.1 多刚体动力学基础2.2.2 单刚体运动学2.2.3 多刚体运动学2.2.4 多刚体动力学2.2.5 碰撞接触算法2.3 乘员损伤生物力学基础2.3.1 胸部损伤机理2.3.2 胸部损伤准则2.3.3 胸部损伤耐受度2.3.4 损伤程度评价方法2.4 本章小结第三章 正面碰撞乘员约束系统模型建立与验证3.1 引言3.2 模型建立3.2.1 车体系统建模3.2.2 乘员模型3.2.3 约束系统建模3.2.4 模型优点3.2.5 接触设置3.2.6 模型输入3.3 模型确认和验证3.3.1 模型确认3.3.2 模型验证3.4 本章小结第四章 基于乘员胸部保护的正面碰撞波形多目标优化4.1 引言4.2 两阶梯形等效波形等效过程和验证4.2.1 等效原理4.2.2 等效过程4.2.3 等效波形验证4.3 两阶梯形等效波形的优化过程4.3.1 参数敏感度分析及参数筛选4.3.2 优化模型4.3.3 多目标优化及NSGA-Ⅱ算法4.4 两阶梯形等效波形优化分析4.5 本章小结第五章 汽车正面碰撞驾驶员胸部损伤影响因素分析5.1 引言5.2 影响因素分析流程5.3 试验设计及胸部损伤程度评价方法5.3.1 正交试验设计及其D-最优性5.3.2 乘员胸部损伤准则5.4 影响因素的筛选5.5 影响因素分析5.5.1 转向管柱角度5.5.2 座椅座垫刚度5.5.3 转向管柱压溃特性5.5.4 预紧特性5.5.5 限力水平5.5.6 气囊泄气孔面积5.6 本章小结第六章 正面碰撞驾驶员胸部保护的防护措施6.1 引言6.2 研究模型介绍6.3 乘员损伤分析与评价方法6.3.1 乘员约束系统缓冲分析6.3.2 乘员损伤评价准则6.4 采用预紧器保护驾驶员胸部6.4.1 乘员约束系统缓冲分析6.4.2 乘员损伤评价指标对比分析6.5 采用限力器保护驾驶员胸部6.6 本章小结第七章 总结与展望7.1 全文总结7.2 研究工作展望参考文献附录攻读硕士学位期间发表的学术论文致谢
相关论文文献
标签：正面碰撞论文; 胸部损伤防护论文; 影响因素分析论文; 优化设计论文; 计算机仿真论文;
