基于MSC.Dytran的人椅系统冲击动力学仿真分析.pdf

基于MSC.Dytran 的人-椅系统冲击动力学仿真分析 周昊 冯志杰 （航宇救生装备有限公司） 摘要：本文以某型汽车驾驶员座椅和仿真假人为研究对象，建立座椅有限元模型和Hybrid Ⅲ型假人模型，模拟驾驶员座椅在向右偏航 10°和向左偏航 10°时，乘员和座椅的动态 响应，评估了某型汽车驾驶员座椅结构的动态冲击性能与人体的生理指标，研究MSC.Dytran 软件用于人-椅系统评估的可行性。 关键词 驾驶员座椅；假人；动态冲击；生理指标 Abstract: In this paper, a simulation of automobile drivers seat and leave human subjects, the establishment of the finite element seat model and type of Hybrid Ⅲ dummy model to simulate the drivers seat in the right and left yaw 10 °when the seat occupant and the dynamic response, assessed the structure of a certain type of car the drivers seat and the dynamic impact properties of the bodys physiological indicators of MSC.Dytran software for people - chairs assess the feasibility of the system. Key words ：drivers seat; dummy; dynamic impact; physiological indicators 引言 近年来随着计算机技术迅速发展和非线性有限元仿真技术成熟，特别是大量专用和通用 的有限元仿真软件不断推出，为复杂结构的动力学仿真提供了更加有效的途径。在动力学研 究中，数值仿真正发挥着越来越重要的作用。本文用MSC.Dytran 软件对某型汽车驾驶员人 椅系统进行了仿真分析与研究，通过仿真模拟可以对结构强度进行验证及优化，减少试验验 证次数，缩短产品开发周期，降低研发费用，提高设计质量 1 瞬态冲击理论与接触碰撞算法 目前，在求解瞬态冲击动力学问题时，模态叠加法和直接积分法这两种方法用得较多， 其中直接积分法又包括显式积分方法和隐式积分方法。大多数非线性瞬态分析程序都是采用 显式时间积分来求解瞬态响应问题的，而显式积分法采用的是中心差分法。 按中心差分法差分法的理论，系统的动力平衡方程可表示为：  ext int Mx (t ) F F (1) n n n  1 residual x (t ) M F (2) n n ext F int int     residual 其中：F 为外载荷矢量； 为内力矢量，F Cx t Kx t ；F 为剩余 n n residual ext int M 力矢量，F F F ， 为质量矩阵，C 为结构阻尼矩阵，K 为结构刚度 矩阵。加速度可通过对质量矩阵