基于柔性腿的汽車前端結(jié)構(gòu)優(yōu)化.pdf

1、行人防護(hù)技術(shù)，是針對(duì)道路上沒有安全保障的行人而出現(xiàn)的。行人與汽車碰撞，行人具有高度損傷風(fēng)險(xiǎn)。近年來，世界各國開始關(guān)注行人安全，隨著人體損傷生物學(xué)，計(jì)算機(jī)仿真等技術(shù)的進(jìn)步，極大促進(jìn)了行人安全防護(hù)的發(fā)展。在碰撞中，行人頭部和下肢是碰撞中最容易受傷的部位，針對(duì)腿部和頭部的防護(hù)，也是現(xiàn)在研究的主流。腿部防護(hù)研究中，由日本開發(fā)研究的柔性腿是最新的下肢試驗(yàn)碰撞模型，用于模塊試驗(yàn)中腿部碰撞。腿部模塊的發(fā)展也是各國之間尋求國際合作，共同推動(dòng)行人安全問題

2、的結(jié)果。
　　本文基于新型柔性小腿，研究優(yōu)化汽車結(jié)構(gòu)，改善吸能效果，從而降低碰撞中柔性小腿受到的傷害峰值，同時(shí)也找出影響柔性腿碰撞結(jié)果的汽車關(guān)鍵性結(jié)構(gòu)。
　　首先，研究人體下肢損傷生物力學(xué)，和柔性腿的發(fā)展過程。并通過柔性腿仿真模型和真實(shí)模型，研究柔性腿的物理結(jié)構(gòu)，骨骼組成，膝蓋構(gòu)成；研究其模型中傳感器安裝位置，以及工作方式。將柔性腿對(duì)比行人下肢以及下肢損傷機(jī)理，發(fā)現(xiàn)柔性腿具有生物逼真度高，試驗(yàn)重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)也有些缺點(diǎn)

3、需要完善。
　　在研究柔性腿的基礎(chǔ)上，通過仿真軟件Hypermesh建立轎車和SUV車型有限元仿真模型，研究發(fā)現(xiàn)，SUV車型和轎車車型與行人下肢碰撞時(shí)，由于車型離地高度不同，前端結(jié)構(gòu)不同，會(huì)造成腿部碰撞形態(tài)的差異，從導(dǎo)致相差較大的碰撞結(jié)果。
　　因此需要分別研究轎車和SUV車型，修改汽車前端結(jié)構(gòu)參數(shù)，如修改前保險(xiǎn)杠吸能結(jié)構(gòu)、副保險(xiǎn)杠、在SUV車型添加上支撐等方法，與柔性腿進(jìn)行仿真模型碰撞實(shí)驗(yàn)。借助LS-DYNA仿真分析軟件，

4、研究仿真碰撞結(jié)果。分析比較修改相關(guān)結(jié)構(gòu)參數(shù)的計(jì)算結(jié)果，確定有利于降低柔性腿碰撞傷害峰值的優(yōu)化方式，并找出影響柔性腿碰撞的關(guān)鍵性汽車結(jié)構(gòu)。
　　優(yōu)化結(jié)果表明：柔性腿與轎車車型碰撞，若汽車前保險(xiǎn)杠安裝泡沫吸能結(jié)構(gòu)，泡沫低剛度且薄更有利于降低碰撞傷害峰值；若安裝薄壁吸能結(jié)構(gòu)，會(huì)有遠(yuǎn)比泡沫結(jié)構(gòu)更好的優(yōu)化結(jié)果，尤其是在膝蓋韌帶部位的仿真結(jié)果，但是薄壁吸能結(jié)構(gòu)需要足夠的吸能空間。在柔性腿碰撞中轎車車型安裝副保險(xiǎn)非常重要，其起到輔助吸能，改變腿