汽車側(cè)氣囊仿真與優(yōu)化.pdf

1、在汽車碰撞發(fā)生瞬間，傳感器感受到碰撞產(chǎn)生的信號(hào)，安全帶、安全氣囊和其他一些安全設(shè)備全部開始工作來防止乘員受到傷害，這些設(shè)備和系統(tǒng)稱之為被動(dòng)安全系統(tǒng)。我國(guó)城市交通現(xiàn)狀使得交叉路口的側(cè)面碰撞事故發(fā)生概率較高，固有必要特別重視汽車側(cè)面碰撞的乘員保護(hù)。由于車身側(cè)面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度相對(duì)薄弱且空間較小，側(cè)面碰撞過程中乘員容易受到嚴(yán)重的損傷，而常規(guī)的安全帶無法提供應(yīng)對(duì)側(cè)向沖擊的緩沖作用，因此側(cè)氣囊的保護(hù)作用就顯得尤為重要。隨著我國(guó)汽車研發(fā)技術(shù)的不斷積累和對(duì)自

2、主知識(shí)的重視，新車型的研制越來越多地采用正向開發(fā)。安全氣囊的正向開發(fā)過程涉及諸多的因素：車身強(qiáng)度、乘員空間和約束系統(tǒng)零部件等，而不同的因素對(duì)氣囊保護(hù)作用的影響程度不盡相同，研究氣囊的各項(xiàng)特性有助于提高約束系統(tǒng)的工作效能，減少乘員在側(cè)面碰撞中的損傷。
　　本文基于非線性分析軟件LS-DYNA研究側(cè)氣囊的建模及仿真方法，通過動(dòng)態(tài)沖擊試驗(yàn)結(jié)果修正仿真模型，提高了數(shù)值仿真計(jì)算的精度，同時(shí)引入乘員損傷評(píng)價(jià)準(zhǔn)則，使得側(cè)氣囊的仿真計(jì)算結(jié)果更符合

3、實(shí)際的工況。在分析了目前主要?dú)饽夷Ｐ偷幕A(chǔ)上，詳細(xì)研究了應(yīng)用控制體積方法的Hybrid模型。從建模方法上分析網(wǎng)格劃分對(duì)模型質(zhì)量的影響，研究模型中參數(shù)的設(shè)置方法，并結(jié)合多種前后處理軟件進(jìn)行建模和分析結(jié)果數(shù)據(jù)。針對(duì)側(cè)氣囊在開發(fā)過程中應(yīng)用的試驗(yàn)進(jìn)行有限元模擬，通過將試驗(yàn)數(shù)據(jù)與仿真數(shù)據(jù)對(duì)比，優(yōu)化了有限元模型參數(shù)，獲得了與試驗(yàn)各項(xiàng)特性相吻合的有限元模型。
　　本研究項(xiàng)目中，氣囊的試驗(yàn)有壓力容器試驗(yàn)、靜態(tài)展開試驗(yàn)和動(dòng)態(tài)沖擊試驗(yàn)三個(gè)部分組成，這

4、是氣囊開發(fā)過程中確定有限元模型參數(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。通過壓力容器試驗(yàn)獲得發(fā)生器參數(shù)，確定發(fā)生器產(chǎn)生氣體隨時(shí)間的變化量。靜態(tài)展開試驗(yàn)使用高速攝像機(jī)記錄來判定氣囊充氣時(shí)間，分析氣囊折疊方式對(duì)氣囊展開的影響。動(dòng)態(tài)沖擊試驗(yàn)是通過具有一定速度的沖擊錘撞擊氣囊，模擬了實(shí)際碰撞側(cè)面碰撞過程中人與氣囊之間的緩沖作用，通過這種試驗(yàn)方法獲得氣囊的泄氣特性。
　　在上述研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步開展了側(cè)氣囊在乘員約束系統(tǒng)中的作用研究，這可以更真實(shí)的評(píng)估約束系統(tǒng)的安