汽車(chē)碰撞假人肋骨力學(xué)特性研究.pdf

1、試驗(yàn)和仿真是汽車(chē)碰撞安全研究中兩種重要的方法，汽車(chē)碰撞假人及其有限元模型在以上方法中必不可少。目前，假人的開(kāi)發(fā)制造被國(guó)外壟斷，我國(guó)缺乏針對(duì)假人的基礎(chǔ)研究，自主開(kāi)發(fā)假人的能力薄弱。肋骨是假人胸部響應(yīng)的主要承擔(dān)者，因而本文針對(duì)假人肋骨的力學(xué)特性進(jìn)行了研究。研究分為兩個(gè)部分，首先，研究了假人肋骨設(shè)計(jì)制造參數(shù)對(duì)其胸部標(biāo)定響應(yīng)的影響。其次，針對(duì)假人肋骨彈簧鋼和阻尼材料，進(jìn)行了基于試驗(yàn)和仿真的材料參數(shù)優(yōu)化反求。
　　本文采用LSTC有限元假人

2、構(gòu)建高低速胸部標(biāo)定仿真模型，使用正交試驗(yàn)方法設(shè)計(jì)參數(shù)矩陣，研究肋骨鋼板厚度、阻尼厚度以及肋骨寬度，對(duì)假人胸部標(biāo)定響應(yīng)的影響。鋼板厚度的增大提高肋骨剛度，使得沖擊力峰值增大，壓縮量峰值減小，滯后率減小。削減阻尼材料的厚度可以降低肋骨剛度并使遲滯效應(yīng)減弱。肋骨寬度的變化對(duì)滯后率的影響不顯著。鋼板厚度和阻尼厚度的交互作用在高低速時(shí)均對(duì)胸部變形有顯著影響，在高速時(shí)對(duì)滯后率有顯著影響。
　　采用試驗(yàn)與仿真相結(jié)合的方法，對(duì)肋骨材料性質(zhì)和參數(shù)進(jìn)

3、行研究。根據(jù)法規(guī)確定兩種材料的試驗(yàn)方案，通過(guò)文獻(xiàn)研究確定彈簧鋼使用彈性材料模型，阻尼材料使用二階Ogden材料模型。根據(jù)試驗(yàn)方案制作肋骨彈簧鋼和阻尼材料試樣，肋骨彈簧鋼進(jìn)行兩種速度的單向拉伸試驗(yàn)，阻尼材料進(jìn)行三種速度的單軸壓縮試驗(yàn)。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果依據(jù)材料的本構(gòu)方程在1 stOpt軟件中反求材料參數(shù)初值，使用LS-Prepost建立上述材料試驗(yàn)的有限元模型，提交LS-Opt軟件對(duì)材料參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，得到適合有限元模型的最優(yōu)材料參數(shù)。