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《湖南大学》 2002年
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汽车前碰撞安全性的试验与仿真技术研究

曹立波  
【摘要】: 本论文在充分研究国内外汽车碰撞安全性发展水平、试验研究现状和相关法规标准的基础上,创新性地开发研制了具有优良性能的机械储能螺旋轨道转筒式汽车碰撞试验系统。采用新一代计算机编程语言LabVIEW结合C/C++语言,快速、高效地完成了数据采集与控制系统开发,完全实现了整个碰撞过程的计算机自动控制。利用该系统,完成了大量的台车碰撞试验和实车碰撞试验。同时,针对提高汽车前碰撞安全性的要求,创新性地设计了新型汽车前保险杠安全气囊系统结构,并对该系统进行了计算机仿真和试验研究,结果表明,该系统能有效地对乘员和车辆实现双重保护作用。 湖南大学博士学位论文 实验误差,实现了整个碰撞过程的计算机自动控制。利用该试验系统完成了 大量的汽车整车及台车碰撞试验,为合理设置系统的控制参数提供了大量的 实验依据。同时,为从事汽车碰撞安全性研究提供了有效手段。试验表明, 该系统采用机械储能方式及先进的数据采集处理与控制技术,性能稳定、工 作可靠。 第三篇新型汽车前保险杠安全气囊系统的计算机仿真和 实验研究 新型汽车前保险杠安全气囊系统由传感与报警装置、控制引爆装置、气 囊与气体发生器等组成。本文详细介绍了汽车前保险杠安全气囊系统的结构、 点火算法和计算机仿真及试验研究结果。根据理论分析和实验研究,确定了 采用移动窗算法为核心的点火控制算法,可以有效防止在汽车正常使用过程 中发生误点火。本文建立了汽车整车与人体的多刚体动力学与有限元相结合 的计算模型,借助于MADYMO软件在工作站上完成了系统的仿真计算。计 算结果表明,采用新型汽车前保险杠安全气囊系统可以有效降低汽车碰撞时 的峰值加速度和幅宽,从而减少碰撞事故导致的汽车损坏,并大大降低乘员 头部伤害指数HIC值,减少碰撞导致的乘员伤害。同时,在汽车可能发生低 速碰撞时,避免碰撞事故的发生。本文利用自行开发的机械储能螺旋轨道转 筒式汽车碰撞试验系统对前撞安全气囊进行了低速台车碰撞试验,试验结果 表明,有气囊时,台车的峰值加速度减少约 50%,假人胸部的峰值加速度减 少约 75%,假人头部的峰值加速度减少约 50%。由此可见,新型汽车前保险 杠安全气囊在汽车发生碰撞时的吸能作用是明显的。无气囊时,台车前部的 吸能梁发生了明显的变形。而在有气囊时,台车前部的吸能梁没有发生变形。
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