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正面车体碰撞波形与乘员保护的关系分析
张海洋,刘卫国,王纯,肖丽芳,赵福全
浙江吉利汽车研究院有限公司
【摘要】基于车体碰撞变形区域的能量守恒原理,将正面碰撞车体碰撞波形简化为二阶
等效波形。利用iSIGHT优化软件的DOE分析确定二阶等效波形的关键特征参数,通过优化关
键特征参数分析车体碰撞波形与乘员保护之间的关系。根据能量效率验证分析结果的准确性。
由分析结果可知:通过合理的控制车体碰撞波形,能够有效地改善假人胸部压缩量。
【关键词】车体碰撞波形;iSIGHT软件;胸部压缩量;优化
Therelationshipofthecrashpulseandoccupantsafetyperformance
HaiyangZhang,WeiguoLiu,ChunWang,LifangXiao,FuquanZhao
ZhejiangGeelyAutomobileInstituteCo.Ltd.
Abstract:Basedontheenergyconservationofthevehicledistortionarea,thevehiclecrash
pulsewaschangedtothetwo-phaseequivalentpulse.Theimportantcharacteristicparameterswere
receivedbyusingDOEofiSIGHT.Therelationshipofthevariouscrashpulseandtheoccupantsafety
performancewasstudiedbyadjustingthecharacteristicparametersofthetwo-phaseequivalentpulse.
Theveracityoftheanalyzedresultswasvalidatedaccordingtoenergyefficiencytheory.The
simulationresultsindicatethatthesignificantimprovementontheoccupantchestdeflectioncanbe
achievedbycontrolingthecrashpulsereasonably
Keywords:Vehiclecrashpulse;iSIGHT;Chestdeflection;Optimization
本论文的相关工作受到浙江省汽车安全控制技术重点实验室的大力协助
1前言
根据碰撞能量守恒定律,正面碰撞车体碰
撞波形可以转化为具有明显特征参数的二
D1D2
阶等效梯形波(EDTC),研究表明二阶等效
梯形波能够有效地近似实车碰撞试验车体
波形[1]。在同一约束系统状态下,不同的
车体碰撞波形对假人伤害的影响敏感度也
不相同。在正面碰撞中,驾驶员侧及乘员
图1正面碰撞车体吸能区域图示
侧安全气囊能够充分的保护假人头部、颈
部,而假人胸部是较容易失分的部位,影
根据车体吸能区域的能量守恒原理,
可将复杂的正面碰撞车体碰撞波形简化为
响假人胸部安全性能的因素主要包括车身
二阶等效波形(EDTC)。对应吸能区域D、
1
结构(车体碰撞波形)和约束系统等两个方
D的加速度峰值分别为G、G。二阶等效
212
面[2],在约束系统状态保持不变的情况
波形由A、B、C、D、E、F等六个特征点
下,通过调整二阶等效梯形波的特征参数
构成,如图2所示。其中C点对应的时刻为
分析车体碰撞波形对假人伤害的影响,从
前保险杠接触发动机的时刻,E点所对应
而改善乘员保护效果。同时,利用能量效
率原理验证分析结果的准确性[3]。
本文通过Madymo分析软件对某车型
的正面碰撞车体波形的特征参数进行优
化,以假人胸部压缩量对EDTC特征参数
的灵敏度为研究内容,通过优化车体碰撞
的时刻为车体速度为零的时刻(即反弹时
刻)。线段AB和CD的斜率s1和s2、二阶加
速度峰值G1和G2、以及正碰过程中发动机
开始碰撞的起始时刻Te等五个特征参数
反映二阶等效波形的曲线特征。
A
波形的特征参数改善假人胸部压缩量,使
F
乘员保护性能满足正面碰撞安全性能要
C
求。
B
DE
2二阶等效波形定义
对于正面碰撞来说,车体吸能区域分
为2部分:发动机前段结构件变形区域D1、
图2车体碰撞二阶等效波形
在保证能量守恒的基础上,二阶等效
发动机后段结构件变形及前围、地板性能
波形与实车碰撞
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