汽車側氣囊仿真與優(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，安全帶、安全氣囊和其他一些安全設備全部開始工作來防止乘員受到傷害，這些設備和系統(tǒng)稱之為被動安全系統(tǒng)。我國城市交通現(xiàn)狀使得交叉路口的側面碰撞事故發(fā)生概率較高，固有必要特別重視汽車側面碰撞的乘員保護。由于車身側面結構強度相對薄弱且空間較小，側面碰撞過程中乘員容易受到嚴重的損傷，而常規(guī)的安全帶無法提供應對側向沖擊的緩沖作用，因此側氣囊的保護作用就顯得尤為重要。隨著我國汽車研發(fā)技術的不斷積累和對自

2、主知識的重視，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：車身強度、乘員空間和約束系統(tǒng)零部件等，而不同的因素對氣囊保護作用的影響程度不盡相同，研究氣囊的各項特性有助于提高約束系統(tǒng)的工作效能，減少乘員在側面碰撞中的損傷。
　　本文基于非線性分析軟件LS-DYNA研究側氣囊的建模及仿真方法，通過動態(tài)沖擊試驗結果修正仿真模型，提高了數(shù)值仿真計算的精度，同時引入乘員損傷評價準則，使得側氣囊的仿真計算結果更符合

3、實際的工況。在分析了目前主要氣囊模型的基礎上，詳細研究了應用控制體積方法的Hybrid模型。從建模方法上分析網(wǎng)格劃分對模型質(zhì)量的影響，研究模型中參數(shù)的設置方法，并結合多種前后處理軟件進行建模和分析結果數(shù)據(jù)。針對側氣囊在開發(fā)過程中應用的試驗進行有限元模擬，通過將試驗數(shù)據(jù)與仿真數(shù)據(jù)對比，優(yōu)化了有限元模型參數(shù)，獲得了與試驗各項特性相吻合的有限元模型。
　　本研究項目中，氣囊的試驗有壓力容器試驗、靜態(tài)展開試驗和動態(tài)沖擊試驗三個部分組成，這

4、是氣囊開發(fā)過程中確定有限元模型參數(shù)的關鍵環(huán)節(jié)。通過壓力容器試驗獲得發(fā)生器參數(shù)，確定發(fā)生器產(chǎn)生氣體隨時間的變化量。靜態(tài)展開試驗使用高速攝像機記錄來判定氣囊充氣時間，分析氣囊折疊方式對氣囊展開的影響。動態(tài)沖擊試驗是通過具有一定速度的沖擊錘撞擊氣囊，模擬了實際碰撞側面碰撞過程中人與氣囊之間的緩沖作用，通過這種試驗方法獲得氣囊的泄氣特性。
　　在上述研究的基礎上，進一步開展了側氣囊在乘員約束系統(tǒng)中的作用研究，這可以更真實的評估約束系統(tǒng)的安