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《湖南大学》 2009年
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汽车侧面碰撞安全性设计与优化

王祥  
【摘要】: 随着汽车保有量的增加以及高等级公路的迅猛发展,道路交通事故也逐年增加,每年因交通事故造成的人员伤亡以及财产损失日趋严重。在各种碰撞事故中,侧面碰撞事故约占事故总数的36%,而且致伤率和致死率所占的比例也相当高。对于侧面碰撞来说,由于车辆侧面刚度较弱,加上缓冲吸能空间小,一旦侧面受到外界较大贯穿力的冲击,乘员必将面临较大的损伤风险。2006年7月1日我国开始发布并执行《汽车侧面碰撞的乘员保护》标准,同时推出中国的新车评价规程(C-NCAP),因此,研究汽车侧面碰撞乘员保护能具有重要意义。 本文首先简述了欧美国家侧面碰撞法规及测试方法,建立了可变形移动壁障的有限元模型并进行了验证。以某混合动力轿车为研究对象,建立了该车的侧碰有限元仿真模型,按照我国侧碰法规标准要求对该轿车车体结构进行了碰撞仿真模拟。通过与实车试验结果进行对比,验证了仿真模型的正确性,为后续的模型改进提供了基础。 论文利用简化的B柱/假人模型分析了B柱变形模式以及不同速度对乘员损伤的影响,结论表明:合理的B柱变形模式和侵入速度能有效防止侧面碰撞中假人的损伤。根据这一结论,本文采用拼焊工艺将不同材料不同料厚的部件联接在一起,通过改变整车中B柱加强板上部和下部的强度而使侧围达到了合理的变形模式和侵入速度、侵入量,从而改善了侧面碰撞性能。论文最后利用PSM子结构方法建立了侧面碰撞安全气囊的优化模型,采用实验设计和响应表面的方法对侧面安全气囊的设计参数进行仿真优化研究,优化后的综合伤害评估值WIC比初始值降低了14.64%,使侧面安全气囊的作用性能得到了明显提高。本文所采用的研究方法、得出的结论以及改善侧面碰撞性能的措施对于开展汽车侧面抗撞性能的设计研究提供借鉴和参考。
【学位授予单位】:湖南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:U467.14

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 唐友名;乘用车两车侧面碰撞的兼容性研究[D];湖南大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 唐辉;高速公路双条半刚性护栏设计及碰撞仿真研究[D];重庆交通大学;2011年
2 王秀刚;粘性连接技术在某轿车车顶的应用研究[D];吉林大学;2012年
3 武栎楠;某乘用车正面抗撞性多工况优化[D];吉林大学;2012年
4 马铁柱;某车正面碰撞车身安全性能研究[D];吉林大学;2012年
5 陈新;基于顶压及侧碰安全性的B柱结构优化设计[D];湖南大学;2012年
6 冯克建;汽车车门防撞梁结构改进与优化[D];哈尔滨工程大学;2012年
7 吕志刚;汽车侧碰乘员约束系统建模和性能优化分析[D];上海工程技术大学;2011年
8 赵以飞;基于侧碰台车试验的车门内饰板材料参数反求[D];湖南大学;2011年
9 杨宏;基于多工况某轿车车身耐撞性结构优化[D];吉林大学;2013年
10 朱孟恒;某型车侧面碰撞安全性的研究[D];辽宁工业大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 曹立波;吴时兵;;乘员侧面碰撞胸部损伤评价方法的计算机仿真研究[J];北京汽车;2007年05期
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6 游国忠;陈晓东;程勇;朱西产;苏清祖;;汽车侧面碰撞有限元仿真建模[J];江苏大学学报(自然科学版);2005年06期
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9 陈晓东,苏清祖,程勇,朱西产;汽车侧碰移动变形壁障有限元模型的开发[J];汽车工程;2003年03期
10 游国忠;陈晓东;程勇;朱西产;苏清祖;;轿车B柱的优化及对侧面碰撞安全性的影响[J];汽车工程;2006年11期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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6 雷刚;罗强;刘意;;基于HyperStudy的乘员约束系统参数优化[J];重庆理工大学学报(自然科学);2011年05期
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8 李章刚;李冰;张士宏;张光亮;张金利;;基于有限元的三辊行星轧制力预测及分析[J];材料科学与工艺;2006年06期
9 冯樱;邓召文;马迅;高伟;;汽车40%偏置碰撞抗撞性改进设计[J];重庆交通大学学报(自然科学版);2009年06期
10 邓召文;高伟;熊剑;;Taurus轿车车门侧面碰撞有限元分析[J];重庆交通大学学报(自然科学版);2010年05期
中国重要会议论文全文数据库 前6条
1 姜立强;郭铮;刘光斌;;基于均匀设计的差异进化算法参数设定[A];2007系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2007年
2 辛立明;赵明杨;徐志刚;李仕海;;基于PLC的激光拼焊生产线控制系统设计[A];第六届全国信息获取与处理学术会议论文集(1)[C];2008年
3 辛立明;赵明杨;徐志刚;刘勇;;PLC在长焊缝激光拼焊系统中的应用[A];第六届全国信息获取与处理学术会议论文集(1)[C];2008年
4 黄靓;易伟建;汪优;;均匀设计在岩土工程概率分析中的应用[A];第一届中国水利水电岩土力学与工程学术讨论会论文集(下册)[C];2006年
5 李本怀;王科飞;李成林;;B型不锈钢地铁碰撞吸能研究[A];第八届中国智能交通年会论文集[C];2013年
6 吴峻岭;罗登科;;子结构方法在汽车约束系统固定点强度模拟中的应用[A];计算机辅助工程及其理论研讨会2013(CAETS2013)论文集[C];2013年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 高立新;轿车集成开发中若干关键技术研究[D];合肥工业大学;2010年
2 李亦文;车身结构抗撞性问题的简化建模及优化方法研究[D];吉林大学;2011年
3 邓海松;基于稀疏先验的计算机试验元建模方法研究[D];南京理工大学;2011年
4 朱云飞;一种用进化方法求解鲁棒最优问题的研究[D];中南大学;2011年
5 黄晶;新型安全气囊在前碰撞乘员损伤防护技术中的理论和方法研究[D];湖南大学;2009年
6 郑惠江;在机检测中曲面拓扑特征重建和检测点分布关键技术研究[D];天津大学;2010年
7 何长军;HGMs/EP复合泡沫塑料材料设计与性能研究[D];燕山大学;2011年
8 常飞;卫星地面站数传资源配置优化模型与算法研究[D];国防科学技术大学;2010年
9 蒋明;激光飞行标刻系统及激光加工机器人控制与仿真研究[D];华中科技大学;2011年
10 刘晓路;对地观测卫星系统顶层设计参数优化方法研究[D];国防科学技术大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王钰;间十五烷基酚的合成及热力学研究[D];郑州大学;2010年
2 蒋晓波;导管架平台的失效评估分析[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 朱三武;A车门总成刚性缺陷研究及改善[D];南昌大学;2010年
4 张向海;某地铁车体性能仿真分析[D];大连交通大学;2010年
5 王群;基于对称拉丁超立方设计的多目标进化算法[D];西安电子科技大学;2011年
6 王东衡;金属簧片阻尼隔振器动态特性分析与优化设计[D];江南大学;2011年
7 周晓玲;桑树内生菌Micrococcus luteus-Y2发酵产DNJ的研究[D];山东农业大学;2011年
8 陈士毅;某SUV正面碰撞中车架及吸能装置的改进研究[D];吉林大学;2011年
9 李强;基于响应面法的车门抗撞性优化设计[D];吉林大学;2011年
10 万薇薇;汽车乘员约束系统仿真分析快速评价程序开发与应用[D];吉林大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张立新;隋允康;杜家政;;基于响应面方法的结构耐撞性优化[J];北京工业大学学报;2007年02期
2 李亦文;徐涛;徐天爽;李强;郝亮;;车身低速碰撞吸能结构的优化设计[J];北京理工大学学报;2010年10期
3 杜子学;程阔;;简析汽车碰撞的研究方法[J];北京汽车;2007年02期
4 胡高贤;张维刚;;汽车与波形梁护栏碰撞的仿真研究[J];北京汽车;2007年02期
5 曹立波;吴时兵;;乘员侧面碰撞胸部损伤评价方法的计算机仿真研究[J];北京汽车;2007年05期
6 何昌錾;彭晓阳;程博;;汽车侧面碰撞安全性研究探讨[J];北京汽车;2010年01期
7 范叶;杨沿平;孟先春;唐杰;;汽车轻量化技术及其实施途径[J];汽车工业研究;2006年07期
8 杨雨泽;孙凌玉;尹奇凡;史国宏;陆百迅;张永闯;;兼顾轻量化与吸能性的汽车前纵梁拼焊板设计与参数优化[J];重庆工学院学报(自然科学版);2007年12期
9 邓召文;高伟;熊剑;;Taurus轿车车门侧面碰撞有限元分析[J];重庆交通大学学报(自然科学版);2010年05期
10 刘新宇 ,华慕文;基于CAR to CAR正面偏置碰撞的车辆碰撞相容性探讨[J];城市车辆;2002年06期
中国博士学位论文全文数据库 前9条
1 黄红武;轿车与高速公路护栏碰撞事故分析及仿真研究[D];湖南大学;2003年
2 葛树文;轿车侧面碰撞安全性能计算机仿真及试验研究[D];吉林大学;2007年
3 张彦;纤维增强复合材料层合结构冲击损伤预测研究[D];上海交通大学;2007年
4 陆勇;混合动力轿车高压电及整车碰撞安全性研究[D];湖南大学;2008年
5 马志雄;轿车台车试验方法及侧面约束系统数学仿真技术研究[D];武汉理工大学;2008年
6 胡佳;基于试验和有限元仿真的儿童乘员正面和侧面碰撞安全研究[D];湖南大学;2008年
7 张勇;基于近似模型的汽车轻量化优化设计方法[D];湖南大学;2009年
8 武和全;汽车车架碰撞安全性分析及其优化设计[D];南昌大学;2009年
9 唐友名;乘用车两车侧面碰撞的兼容性研究[D];湖南大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘乐丹;某乘用车正面碰撞波形优化及其方法研究[D];吉林大学;2011年
2 张显波;商用车驾驶室白车身开发中轻量化材料的应用研究[D];吉林大学;2011年
3 蔡君;汽车正面碰撞乘员约束系统模型建立及乘员保护分析[D];武汉理工大学;2011年
4 刘静波;某轿车侧面碰撞被动安全性仿真分析与试验研究[D];吉林大学;2011年
5 杨华;汽车碰撞试验缓冲吸能装置的计算机仿真与试验研究[D];湖南大学;2002年
6 穆雪峰;多学科设计优化代理模型技术的研究和应用[D];南京航空航天大学;2004年
7 黄海丹;上部结构刚度对桩筏基础内力的影响研究[D];浙江大学;2004年
8 张敏;汽车侧面碰撞乘员约束系统模型建立与性能优化[D];吉林大学;2004年
9 魏一凡;微型客车30°斜角碰撞及40%偏置碰撞抗撞性研究[D];吉林大学;2005年
10 丁如芳;轿车侧面碰撞乘员约束系统参数分析与性能改进[D];吉林大学;2005年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 刘建勋;唐辉;张翼峰;黄涛;李小松;;半刚性双波护栏与双条半刚性护栏防撞性能仿真对比[J];重庆交通大学学报(自然科学版);2012年02期
2 唐友名;;车对车侧面碰撞兼容性影响因素分析[J];中国安全科学学报;2011年10期
3 雷飞;陈新;陈国栋;官凤娇;;考虑顶压与侧碰安全性的轿车车身B柱结构优化设计[J];中国机械工程;2013年11期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 颜凌波;乘用车的翻滚碰撞特性及防护措施研究[D];湖南大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前8条
1 武栎楠;某乘用车正面抗撞性多工况优化[D];吉林大学;2012年
2 陈新;基于顶压及侧碰安全性的B柱结构优化设计[D];湖南大学;2012年
3 李桂兵;小型轿车与SUV正面碰撞兼容性研究[D];湖南大学;2011年
4 田东翔;汽车与波形梁护栏碰撞仿真研究[D];长安大学;2012年
5 刘瑾;高速公路事故高发段防护栏优化设计[D];西南交通大学;2012年
6 张涛;一种新型可导向防撞垫的抗撞性能研究[D];华南理工大学;2013年
7 漆维;基于简化模型的车身侧面耐撞性分析与优化[D];湖南大学;2013年
8 叶霖;乘用车斜角碰撞结构相容性研究[D];湖南大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吕盾;陈炜;郭伟刚;侯波;;随行程变化变压边力拼焊板盒形件成形性能研究[J];锻压技术;2006年04期
2 金鑫,张金换,黄世霖;汽车侧面碰撞试验用吸能材料研究[J];公路交通科技;2004年11期
3 郭九大,林逸,王望予;汽车被动安全性研究的三维乘员多体系统模型[J];吉林工业大学学报;1997年04期
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5 杨继昌,陈炜,张福祥,仲志刚,方禾,朱国璋;差厚拼焊板拉延成形工艺研究[J];江苏大学学报(自然科学版);2003年05期
6 钟志华;汽车耐撞性分析的有限元法[J];汽车工程;1994年01期
7 林逸,郭九大,王望予;汽车被动安全性研究综述[J];汽车工程;1998年01期
8 程秀生;模拟汽车侧面碰撞的人体骨盆损伤的试验研究[J];汽车工程;1998年05期
9 顾力强,林忠钦;国内外汽车碰撞计算机模拟研究的现状及趋势[J];汽车工程;1999年01期
10 朱西产,钟荣华;薄壁直梁件碰撞性能计算机仿真方法的研究[J];汽车工程;2000年02期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张维刚;邹正宽;王祥;;侧面碰撞中B柱侵入速度及变形模式对乘员损伤影响的研究[J];湖南大学学报(自然科学版);2009年08期
2 漆露霖;成艾国;赵敏;王国春;;应变率效应对整车侧碰仿真的影响研究[J];计算机应用与软件;2011年08期
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4 廖其红,林忠钦;汽车侧面碰撞试验方法的分析[J];汽车技术;1999年05期
5 孙祝宽;一起货车与轿车侧面恶性擦撞事故的分析[J];公路与汽运;2001年02期
6 陈晓东,葛如海,程勇,朱西产,苏清祖;EuroSID-I侧面碰撞假人有限元模型的验证方法[J];汽车工程;2005年04期
7 赵桂范;林乐川;杨娜;;汽车侧面碰撞响应与乘员保护分析[J];机械设计与制造;2008年04期
8 乌秀春;邵晓科;裴洋;赵洪波;;汽车侧碰移动变形壁障有限元模型研究[J];机械设计与制造;2008年09期
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10 费叶森;汽车车门结构中的增强纤维复合材料[J];北京汽车;2002年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
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4 朱宝泉;马占国;张士宏;许沂;;拼焊板方盒件拉深成形中焊缝移动规律的研究[A];制造业与未来中国——2002年中国机械工程学会年会论文集[C];2002年
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6 张永召;张君媛;冯原;刘军;;不同碰撞模式下的汽车侧面结构抗撞性分析[A];第五届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2009年
7 李年卫;邵俊健;牛亚军;鲁慧才;;轿车侧面碰撞仿真分析[A];第五届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2009年
8 崔泰松;;某轿车侧面碰撞车体结构仿真分析与改进[A];“技术创新与核心能力建设”重庆汽车工程学会2006年会论文集[C];2006年
9 白中浩;曹立波;王玉琴;;汽车侧面碰撞安全结构设计与仿真研究[A];第二届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2006年
10 张志勤;何立波;高真凤;秦子然;;当代汽车用拼焊产品发展现状[A];2008年全国轧钢生产技术会议文集[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 阮海儿;中国激光拼焊板市场方兴未艾[N];中国冶金报;2004年
2 张译中编译;浦项拼焊板(TWB)机组正式投产[N];中国冶金报;2003年
3 ;POSCO公司开始为汽车用钢建设拼焊板(TWB)厂[N];世界金属导报;2002年
4 本报记者  赵三明;一项增加车身结构安全的新技术[N];中国工业报;2006年
5 张译中;POSCO扩张拼焊板生产能力[N];中国冶金报;2003年
6 朱久发;蒂森克虏伯汽车板发展战略[N];世界金属导报;2007年
7 云;安赛乐·米塔尔公司与Noble公司最终确定合并拼焊板业务[N];世界金属导报;2007年
8 冰冰;奇瑞A3在台完成碰撞测试再次佐证“五星”安全品质[N];中国工业报;2009年
9 记者 张春保;少一些“血的教训”[N];新华每日电讯;2009年
10 戴维;汽车行业用钢发展历程及现状[N];世界金属导报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 唐友名;乘用车两车侧面碰撞的兼容性研究[D];湖南大学;2010年
2 宋燕利;激光拼焊板焊缝建模与冲压成形基础研究[D];武汉理工大学;2012年
3 王金轮;基于高强度钢板的车身结构设计关键理论与应用研究[D];华南理工大学;2011年
4 葛树文;轿车侧面碰撞安全性能计算机仿真及试验研究[D];吉林大学;2007年
5 马志雄;轿车台车试验方法及侧面约束系统数学仿真技术研究[D];武汉理工大学;2008年
6 张斌;轿车侧碰撞安全性及乘员损伤防护技术研究[D];湖南大学;2010年
7 胡朝辉;面向汽车轻量化设计的关键技术研究[D];湖南大学;2010年
8 蔡志华;汽车碰撞中胸部生物力学响应与损伤评估研究[D];华南理工大学;2013年
9 杨杏梅;轿车碰撞事故中儿童乘员的损伤防护技术研究[D];湖南大学;2010年
10 陈勇;行人和自行车交通事故中头部动力学响应和损伤机理研究[D];湖南大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王祥;汽车侧面碰撞安全性设计与优化[D];湖南大学;2009年
2 谭耀武;轿车侧面碰撞中B柱的耐撞性优化设计研究[D];湖南大学;2010年
3 陈新;基于顶压及侧碰安全性的B柱结构优化设计[D];湖南大学;2012年
4 徐增密;基于侧面碰撞和新型板材的B柱轻量化优化[D];大连理工大学;2012年
5 梁韫;基于某车型的侧面乘员约束系统开发方法研究[D];吉林大学;2013年
6 张芳芳;基于B柱的汽车侧面碰撞特性及乘员保护措施的研究[D];武汉理工大学;2013年
7 李佳光;应用于B柱内板的TRB优化设计与仿真研究[D];华南理工大学;2013年
8 伍广;汽车侧面碰撞的质量—弹簧模型和有限元简化模型的研究[D];湖南大学;2010年
9 王富强;微型轿车车门侧面碰撞的仿真研究[D];武汉理工大学;2011年
10 毛英慧;营运客车侧面碰撞仿真研究及安全性评价[D];长安大学;2011年
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