汽車前碰撞吸能方法及其關鍵技術研究.pdf

1、汽車前碰撞在所有碰撞事故中占有最大的比例，碰撞事故發(fā)生后，往往導致嚴重的后果。因此，汽車前碰撞安全性研究一直是汽車安全性研究領域中的重要研究主題。中國作為發(fā)展中國家，對于經(jīng)濟型車的需求遠大于歐、美、日等發(fā)達國家。尤其是微型客車，約占全年各種汽車產(chǎn)銷量的20％。為了滿足正面碰撞法規(guī)要求，大多數(shù)微型客車由原來的平頭結構改成短頭結構或在車前加裝吸能結構，使其造型受到很大影響，長度空間也受到限制。同時，增加的吸能結構對車外行人造成更大的威脅。研

2、究能夠適合廣大微型客車使用的汽車前碰撞吸能方法及關鍵技術，盡量縮短吸能長度，在有限的車長內盡量增加車內空間，不僅可以增加載客載貨量及乘坐舒適性，而且可以使其造型得到更大的自由度，對微型客車及經(jīng)濟型轎車具有重大的理論意義和現(xiàn)實意義。此外，利用主被動結合技術研究開發(fā)一種新型的汽車前碰撞吸能裝置，使其能夠在不可避免的碰撞事故中降低乘員與車輛的損傷，并結合前保險杠安全氣囊等部件，進一步改善車輛-行人碰撞事故中對行人的保護效果，也將具有重大的實用

3、價值。
　　 在此背景下，開展了本論文的研究工作，取得了以下幾項主要研究成果：
　　 1、創(chuàng)新性地提出了一種新型的基于反推設計原理的汽車前碰撞逐級吸能方法。該方法是根據(jù)汽車前部造型及碰撞安全性要求，反推汽車結構吸能長度，從而計算出理想的碰撞加速度值范圍；采用方形吸能梁結構并適當控制吸能梁的壁厚，在方形吸能梁內部不同長度的合適位置上設置相應的加強板，逐級參與碰撞吸能，使碰撞加速度曲線達到較理想的要求。采用該方法可以在盡量短

4、的吸能長度內達到好的吸能效果，同時，便于控制整車質量。同時，制造成本比較低，易于推廣應用。
　　 2、建立了XXX車型的有限元仿真模型，通過對增加誘導槽、內置方形梁、內置逐級吸能加強板以及多種吸能結構的綜合使用等多種設計方案的有限元數(shù)值仿真對比分析，驗證了本文提出的逐級吸能結構配合誘導槽的設計方案具有更好的吸能效果。進而以XXX車參數(shù)為例，并對內置逐漸吸能加強板結構和內置方形梁兩種結構進行了整車仿真分析對比，仿真結果表明逐級吸能

5、方法具有更好的吸能能力。為了進一步提高微型車前碰撞安全性，創(chuàng)新性地提出了一種非常實用的前碰撞傳遞式吸能結構，并對其進行了仿真分析研究。
　　 3、應用多剛體理論對逐級吸能結構在汽車前碰撞過程中對乘員損傷參數(shù)的影響進行了深入分析。通過計算機仿真研究，提出了以縱梁內置逐級吸能加強板結構的目標碰撞加速度曲線。同時，對XXX 車型進行了乘員約束系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化。
　　 4、結合某公司XXX車的開發(fā)，在湖南大學汽車碰撞實驗室開展了一系

6、列的部件前碰撞吸能臺車試驗和實車碰撞試驗。結合仿真結果對臺車碰撞試驗和實車試驗結果進行了深入分析。研究表明，逐級吸能結構能夠在前碰撞發(fā)生時有效防護乘員，提高車輛的安全性。
　　 5、采用主被動結合技術提出了一種新型汽車前碰撞吸能裝置，設計了其機電一體化結構。通過MADYMO軟件進行仿真，表明該裝置在發(fā)生不可避免的碰撞事故中可以有效的保護車輛，在車輛-行人碰撞中，可以有效的對行人進行保護。結合主動安全技術設計了該裝置的觸發(fā)算法并進