汽车碰撞与安全研究 车辆工程陈国强 摘要：汽车的碰撞安全性问题是当今世界汽车工业亟需解决的一大难题，提高汽车碰撞性能的最基本的途径是发展汽车碰撞安全性设计与改进技术。文中主要介绍了汽车碰撞技术的发展现状，国内外相关的法规，并对汽车碰撞安全性的设计方法，如经验法、解析法、多刚体动力学法、试验法以及有限元方法进行了归类和总结。 关键词：汽车碰撞；安全；现状与发展 Abstract: Vehicle passive safety issue is a big and urgent problem for world-wide automobile industry to solve as soon as possible. The basic approach of protecting people from being hurt or killed in an accident is to improve crashworthiness of vehicles. This paper starts with discussing theories and methods for vehicle passive safety design, which included experiential methods, analytic methods, multi-body dynamics methods, crash test methods and the finite element method. Key words: Auto collision; safety; current conditions and development 0 引言 科学技术的发展，汽车己经成为人们生活中必不可少的交通工具。而在汽车交通事故中每年的死伤人数，常常超过世界的局部战争，交通事故已经成为人类社会的重大公害之一。从全世界的统计数字来看，每年因道路交通事故而死亡的人数已高达50多万人[1]。与世界其他各国相比，我国的汽车总拥有量只占5%，而交通事故死亡人数却占100%[2]，并且碰撞事故中的死亡率也大大高于欧美、日本等工业发达国家，其中除了人为的因索外，车辆本身的碰撞安全性达不到要求是一个重要因素。因此，汽车的碰撞安全性问题，已成为近十多年来汽车工业的主要研究问题和攻关方向，世界各发达国家都对汽车碰撞安全性做出强制性要求，并建立了各自的法规。 1 汽车碰撞国内外法规 最早的汽车碰撞安全性法规诞生于60年代中期的美国[3]，在此之前，世界上并没有任何对车辆的碰撞安全性能进行要求限制的法规，一些有关汽车碰撞安全性问题的研究主要是依赖于汽车生产厂家的自觉性及对公众的责任感。1965年，美国汽车工业部门拨款一千万美元给密西根大学建立公路交通安全研究所[4]。1966年，设立了运输部，并颁布了公路安全法规和国家交通与汽车安全法规，其中的汽车安全法规即著名的FMVSS系列法规[5]，它提
安全气囊系统传感器的结构原理 1碰撞传感器 碰撞传感器是安全气囊系统和座椅安全带收紧系统必不可少的传感器，其工作状态取决于汽车碰撞时的减速度大小。因此碰撞传感器实际上是一种减速度传感器，其公用是收紧电控单元（ECU），以便ECU确定是否引爆气囊点火器和安全带收紧点火器。 1.1碰撞传感器的分类 碰撞传感器种类繁多、形式各异，常用的碰撞传感器可按用途与结构进行分类。 ⑴按碰撞传感器的用途分类 按传感器用途不同，碰撞传感器可分为碰撞信号传感器和碰撞防护传感器两种类型。 碰撞信号传感器又称为碰撞烈度（激烈程度）传感器，安装在汽车左前与右前翼子板内侧，两侧前照灯支架下面，发动机散热器支架左、右两侧，左右仪表台下面等。 碰撞防护传感器又称为安全传感器或保险传感器，简称防护传感器，一般都安装在SRS ECU内部。防护传感器和碰撞信号传感器的结构原理完全相同。换句话说，一只碰撞传感器即可用作碰撞信号传感器，也可用作碰撞防护传感器，但是必须重新设定其减速度阈值。设定减速度阈值的原则是碰撞防护传感器的减速度阈值比碰撞信号传感器的减速度阈值稍小。当汽车以40km/h左右的速度撞到一辆静止或同样大小的汽车上或以20km/h左右的速度迎面撞到一个不可变形的障碍物上时，减速度就会达到碰撞信号传感器设定的阈值，传感器就会动作。 ⑵按碰撞传感器的结构类型分 按传感器结构不同，碰撞传感器可分为机电结合式、水银开关式和电子式三种类型。 机电结合式是一种利用机械机构运动（滚动或转动）来控制电器触电运动，再由触电断开与闭合来控制气囊点火器电路接通与切断的传感元件。目前常用的有滚球式碰撞传感器、滚轴式碰撞传感器和偏心锤式碰撞传感器。 水银开关式碰撞传感器是利用水银导电良好的特性来控制气囊点火器电路接通与切断，一般用作防护传感器。 电子式碰撞传感器没有电器触点，常用的有压阻效应式和压电效应式两种，一般用 一
Ansys有限元分析实例[教学] 有限元分析案例:打点喷枪模组(用于手机平板电脑等电子元件粘接)，该产品主要是使用压缩空气推动模组内的顶针作高频上下往复运动，从而将高粘度的胶水从喷嘴中打出(喷嘴尺寸,0.007”)。顶针是这个产品中的核心零件，设计使用材料是:AISI 4140 最高工作频率是160HZ(一个周期中3ms开3ms关)，压缩空气压力3-8bar, 直接作用在顶针活塞面上，用Ansys仿真模拟分析零件的强度是否符合要求。 1. 零件外形设计图:
2. 简化模型特征后在Ansys14.0 中完成有限元几何模型创建:
3. 选择有限元实体单元并设定，单元类型是SOILD185，由于几何建模时使用的长度单位是mm, Ansys采用单位是长度:mm 压强: 3Mpa 密度:Ton/M。根据题目中的材料特性设置该计算模型使用的材料属性:杨氏模量 2.1E5; 泊松比:0.29; 4. 几何模型进行切割分成可以进行六面体网格划分的规则几何形状后对各个实体进行六面体网格划分，网格结果: 5. 依据使用工况条件要求对有限元单元元素施加约束和作用载荷:
说明: 约束在顶针底端球面位移全约束; 分别模拟当滑块顶断面分别以8Bar，5Bar，4Bar和3Bar时分析顶针的内应力分布，根据计算结果确定该产品允许最大工作压力范围。 6. 分析结果及讨论: 当压缩空气压力是8Bar时: 当压缩空气压力是5Bar时:
当压缩空气压力是4Bar时: 结论: 通过比较在不同压力载荷下最大内应力的变化发现，顶针工作在8Bar时最大应力达到250Mpa，考虑到零件是在160HZ高频率在做往返运动，疲劳寿命要求50百万次以上，因此采用允许其最大工作压力在5Mpa，此时内应力为156Mpa，按线性累积损伤理论[3 ]进行疲劳寿命L-N疲劳计算，进一部验证产品的设计寿命和可靠性。
GB15083－2006《汽车座椅、座椅固定装置及头枕强度 要求和试验方法》 ?一、新修订座椅标准的背景及原则 ?二、关于标准制修订依据的说明 ?三、新标准的主要技术内容说明 ?四、新标准实施过程中应注意的事项和建议?五、新颁布的座椅强制性标准与原座椅标准 及现行头枕标准的区别 李强 2007.04.04
长春汽车检测中心07－04－04
一、新修订座椅标准的背景及原则 ?任务来源：《汽车座椅、座椅固定装置及头枕强度要求和试验方法》是经国家技术监督总局审核，列入全国汽标委车身分标委“2002年标准制订计划”的国家强制性标准，由第一汽车集团公司技术中心负责起草。
?编制目的和意义：汽车座椅系统是车辆乘员的乘坐工具，其不但应能承受人体重量，同时还应能承受车辆起步、加速、制动等重复动作和碰撞事故中的冲击，是汽车上保护车内乘员安全的重要安全部件之一。因此，国内外对汽车座椅系统安全标准的制定也都非常重视。随着我国汽车工业的飞速发展，我国旧的1994 年制定的汽车座椅标准（实施以来一直未进行修订）其部分技术指标和试验方法已无法满足当前国家对整车被动安全性能的总体要求，并且与国际上发达国家现行的汽车座椅标准也有很大差距。因此，经国家技术监督总局审核全国汽标委批准，对旧的汽车座椅国家标准进行了重新修订，从而使该标准更加适应我国汽车工业发展的需要。
?编制原则： ?1、采用国际先进的汽车座椅系统技术法规和安全标准； ?2、标准的编写按照GB/T1.1－2002《标准化工作导则第一部分：标准的结构和编写规则》； ?3、在深入调研的基础上，吸收和听取汽车主机厂和座椅生产企业等有关座椅的科研、设计、制造、使用和管理等各相关部门的意见。
《汽车碰撞分析与估损》复习题 1.以下有关风险的说法哪个是不正确的？ A．风险是肯定能发生的客观存在； B. 风险具有可预见性； C．风险必然会造成物质损失或人身伤害； D．风险发生的时间和造成的损失大小具有不确定性。 2．甲乙两人在讨论保险的概念，甲说：保险的法律关系是一种有一定代价的权利义务关系，与一般的损害赔偿的法律关系不同；乙说：被保险人以支付保险费来换取风险保障的权利，所以保险费的支付是取得风险保障的代价。谁正确？ A．只有甲正确； B．只有乙正确； C．两人都正确； D．两人都不正确。 3．机动车辆损失险属于以下哪一类保险？ A．商业保险； B．政策保险； C．社会保险； D．强制保险。 4．对于机动车交通事故责任强制保险条例中的有关概念，甲说：第三者是指被保险机动车发生道路交通事故的受害人，包括被保险机动车本车人员和被保险人。乙说：被保险人是指投保人，其他驾驶人不能视为被保险人。谁正确？ A．只有甲正确； B．只有乙正确； C．两人都正确； D．两人都不正确。 5．一辆汽车在交通事故责任强制保险有效期内发生事故，交警检测发现驾驶员属醉酒驾车，保险公司的以下哪种处置方式最得当？ A．不予赔偿； B．仅在强制保险责任限额范围内对被保险车辆的损失进行赔偿； C．仅在强制保险责任限额范围内对受伤的人员进行赔偿； D．先在强制保险责任限额范围内垫付抢救费用，然后向被保险人追偿。 6．在对事故车进行勘查定损时，如果发现事故车已超过几年未经车管部门检验即视为报废汽车？ A．半年； B．一年； C．二年； D．三年。
7．在汽车与障碍物碰撞的单方事故中，以下哪种碰撞事故最为少见？ A．尾部碰撞； B．前角碰撞； C．后角碰撞； D．侧面碰撞。 8．甲说：在汽车碰撞事故中，如果撞击力指向汽车的质心，对车辆造成的损坏要比偏离质心的撞击力造成的损坏更大一些；乙说：在正面碰撞事故中，如果驾驶员在碰撞前急踩制动，汽车在障碍物上的碰撞点一般比不踩制动时的碰撞点低。谁正确？ A．只有甲正确； B．只有乙正确； C．两人都正确； D．两人都不正确。 9．甲说：如果事故车在碰撞中受损十分严重，可能会造成全损；乙说：全损是指估算出来的事故车维修费比购置一辆新车还贵。谁正确？ A．只有甲正确； B．只有乙正确； C．两人都正确； D．两人都不正确。 10. 事故车修理厂在对事故车进行修理时一般参照以下哪种单据？ A. 修理任务单； B. 估损单； C. 报价单； D. 数据表。 11. 甲说：事故车在开始修理前没必要一定进行清洗；乙说：清洗事故车的目的是将泥浆、污垢、蜡质及水溶性污染物清除掉，以确保喷漆质量。谁正确？ A．只有甲正确； B．只有乙正确； C．两人都正确； D．两人都不正确。 12. 甲说：对事故车的测量可用来确定车辆损坏的程度；乙说：对事故车的测量可用来确定车辆损坏的方位。谁正确？ A．只有甲正确； B．只有乙正确； C．两人都正确； D．两人都不正确。 13. 在碰撞事故中，车身焊点将撞击力传递给整车构件，因此它们是整车结构的（）。A．刚性连接点； B．柔性连接点；
浅谈汽车碰撞理论与仿真方法 摘要：本文主要介绍了汽车碰撞理论基本内容以及仿真方法。首先，概述了汽车碰撞理论的特点、基本原理，着重阐述了汽车碰撞的基本形式，对其中包括汽车对刚体的碰撞、汽车对汽车的正面碰撞、汽车对汽车的追尾碰撞，汽车对汽车的侧面碰撞等内容，对如何鉴别区分这几种碰撞形式做了简单的方法分析。特别对刚体碰撞、正面碰撞、追尾碰撞等做了详细的介绍，重点在于阐明了碰撞速度的基本计算方法。其次，片面的描述了汽车碰撞仿真方法，以汽车正面碰撞有限元仿真模拟、汽车侧面碰撞仿真方法为例，简单介绍了它们的语运用步骤。 关键词：碰撞原理；碰撞形式；碰撞速度；碰撞模拟 1.引言：汽车结构安全设计和交通事故的科学分析都要求掌握汽车肇事特征与碰撞的基本规律。问题的难点在于，在碰撞过程中，汽车在瞬态力的作用下车身结构产生快速的非线性大变形，单单从刚体运动学、动力学来推断碰撞前的车速是不可能的，必须深入研究在碰撞过程中汽车结构的弹塑性性能及相关的变形、能量、速度、加速度及撞击力的变化规律，从而确定这些特征参量与碰撞速度的非线性关系。研究汽车碰撞过程中碰撞速度与结构变形的关系是汽车改型、开发及设计中十分重要的基础性研究，它对于现代道路交通事故鉴定分析的重要性逐渐引起人们的关注。美国国家道路安全局从！台汽车碰撞试验中给出汽车的刚度系数及其变形计算方法，日本著名的汽车交通事故鉴定专家林洋先生多次指明：“汽车车身作为碰撞物体的特性至关重要，这是因为必须根据汽车车身的损坏状态反推出碰撞事故的产生过程。”在他的著作中给出了汽车典型碰撞过程的汽车变形与碰撞速度的经验公式。美、日汽车试验研究成果中给出低速下汽车碰撞速度与汽车车身变形的线性关系。它的重要价值不仅指出几个典型碰撞下车速判别定量依据，更重要的指明了汽车碰撞速度与结构变形的深入研究方向的重要意义，这也是本课题系统研究的指导原则。 2.汽车碰撞理论基本概述 2.1汽车碰撞的特点 碰撞是瞬间物理过程,碰撞时间极短,它携带碰撞体的很多信息[]1。严格的讲，汽车碰 撞具有以下特点： 1）是车辆之间相互交换运动能量的现象； 2）是相互挤压、通过车身的损坏和固定物的损坏来消耗一部分运动能量； 3）是部分相互损坏而另一部分相互推斥的现象； 4）不仅有运动能量的交换，有时还伴有将部分运动能量转换成角运动的现象； 5）车辆与乘员之间有剧烈的相对运动，这就是乘员的二次碰撞，即乘员受伤害的原因之一； 6）碰撞过程及其短，一般在0.1-0.2s时间内发生。 乘员的运动，以摩擦功的形式消耗掉。碰撞后的运动时间一般为数秒。碰撞与碰撞后的运动是人力根本无法左右的纯物理现象，碰撞与碰撞后的运动结果，将造成车辆损失、
有限元法在汽车行业中的应用 【摘要】：汽车车身结构主要是由薄板冲压的覆盖件、承载骨架和各种加强件组成的。在有限元分析中可将它看成是由许多单元所组成的整体, 或起承载作用, 或承受、传递外部载荷, 以保证整个汽车的正常工作。 【关键词】：汽车；技术；应用 在当前的工程技术领域中有越来越多的复杂结构，包括复杂的几何形状、复杂的载荷作用和复杂的支撑约束等。当对这些复杂问题进行静、动态力学性能分析时, 往往可以很方便地写出基本方程和边界条件, 但却求不出解析解。这是因为大量的工程实际问题非常复杂, 有些构件的形状甚至不可能用简单的数学表达式表达, 所以就更谈不上解析解了。 对于这类工程实际问题, 通常有两种分析和研究途径: 一是对复杂问题进行简化, 提出种种假设, 最终简化为一个能够处理的问题。这种方法由于太多的假设和简化, 将导致不准确乃至错误的答案。另一种方法是尽可能保留问题的各种实际工况, 寻求近似的数值解。在众多的近似分析方法中, 有限元法是最为成功和运用最广的方法。 1. 汽车结构有限元分析 汽车车身结构主要是由薄板冲压的覆盖件、承载骨架和各种加强件组成的。在有限元分析中可将它看成是由许多单元所组成的整体, 或起承载作用, 或承受、传递外部载荷, 以保证整个汽车的正常工作。由于要完成各自独特的功能, 它们的结构各不相同, 并且都比较复杂。一些结构件的工作条件比较恶劣, 长期在振动和冲击载荷下工作。寻求有关这些结构件正确而可靠的设计和计算方法, 是提高汽车的工作性能及可靠性的主要途径之一。 在汽车结构分析中, 有限元法由于其能够解决结构形状和边界条件都非常任意的力学问题的独特优点而被广泛使用。各种汽车结构件都可应用有限元法进行静态分析、固有特性分析和动态分析; 并且从原来对工程实际问题的静态分析为主转化为要求以模态分析和动态分析为主。也可根据工程实际结构的特点要求进行非线性分析。具体地说, 汽车结构有限元分析的应用体现于: 一是在汽车设计中对所有的结构件、主要机械零部件的刚度、强度、稳定性分析; 二是在汽车的计算机辅助设计和优化设计中, 用有限元法作为结构分析的工具; 三是在汽车结构分析中普遍采用有限元法来进行各构件的模态分析，同时在计算机屏幕上直观形象地再现各构件的振动模态, 进一步计算出各构件的动态响应, 较真实地描绘出动态过程, 为结构的动态设计提供方便有效的工具。 有限元法分析汽车结构的一般过程如下:
《有限元基础教程》作业二：平面薄板的有限元分析 班级：机自101202班 姓名：韩晓峰 学号：201012030210 一．问题描述： P P h 1mm R1mm 10m m 10mm 条件：上图所示为一个承受拉伸的正方形板，长度和宽度均为10mm ，厚度为h 为1mm ，中心圆的半径R 为1mm 。已知材料属性为弹性模量E=1MPa ，泊松比为0.3，拉伸的均布载荷q ＝ 1N/mm 2。根据平板结构的对称性，只需分析其中的二分之一即可，简化模型如上右图所示。 二．求解过程： 1 进入ANSYS 程序 →ANSYS 10.0→ANSYS Product Launcher →File management →input job name: ZY2→Run 2设置计算类型 ANSYS Main Menu: Preferences →select Structural → OK 3选择单元类型 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Element Type →Add/Edit/Delete →Add →select Solid Quad 4node 42 →OK → Options… →select K3: Plane Strs w/thk →OK →Close 4定义材料参数 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Material Props →Material Models →Structural →Linear →Elastic →Isotropic →input EX: 1e6, PRXY:0.3 → OK 5定义实常数以及确定平面问题的厚度 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Real Constants …→Add/Edit/Delete →Add →Type 1→OK →Real Constant Set No.1,THK:1→OK →Close 6生成几何模型 a 生成平面方板 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Areas →Rectangle →By 2 Corners →WP X:0,WP Y:0,Width:5,Height:5→OK b 生成圆孔平面 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Areas →Circle →Solid Circle →WPX=0,WPY=0,RADIUS=1→OK b 生成带孔板 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Operate →Booleans → Subtract →Areas →点击area1→OK →点击area2→OK 7 网格划分 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Meshing →Mesh Tool →(Size Controls) Global: Set →SIZE: 0.5 →OK →iMesh →Pick All → Close 8 模型施加约束
河北工业大学城市学院 毕业设计说明书 系：机械工程 专业：车辆工程 题目：汽车座椅头枕冲击试验装置设计 2012 年 06月 01 日
汽车座椅头枕冲击试验装置设计 摘要： 汽车座椅头枕是汽车上与人体接触最密切的部件，汽车座椅不但要乘坐舒适，还应能承受人体重量，同时还应能经受车辆诸如起步、加速、制动等重复动作和碰撞事故的冲击，汽车座椅头枕是汽车上重要的被动安全系统之一。每年的汽车乘员伤亡事故中，有相当大的比例是有成员与座椅的二次碰撞或车辆固定件失效一起的。因此,国家和行业制定了一系列的技术标准和试验方法, 对汽车座椅头枕的要求越来越严格。 本文主要介绍汽车座椅和根据国标、行业标准及试验方法研制汽车座椅头枕冲击试验装置。. 关键词: 汽车座椅汽车座椅试验试验设备研制
Car Seat and Headrest Impact Test Design of the Device Abstract ： Car seat and headrest is a part car with human body contact most closely ，Car seat not only want to take the comfortable, should also be able to withstand the human body weight, also should be able to withstand vehicles such as the beginning, accelerate, brake repetitive movements and the impact of the crash. car seat headrest is important in the car of the passive safety system . The crew accidents each year that a large proportion of the members and the seat is a secondary collision or vehicle fixed a failure cause. Therefore, the nation and industry to develop a series of technical standard and test methods of car seat headrest requirements more and more strictly. This paper mainly introduces the car seats according to the national standard, the industry standard and test methods ，to develop car seat and headrest impact test device. . Keywords:car seats, tryout of car seats, development of experiment Equipment
汽车碰撞理论阐述及碰撞事故再现 摘要：受出行车辆与日俱增、交通环境日益复杂以及驾驶人员道德素质和驾车水平等诸多因素的影响，交通事故越来越多，因而需要对汽车碰撞事故进行再现，以为安全评价对其作一个公平而科学的鉴定。对此，本文从汽车碰撞理论出发，就碰撞事故进行再现。 关键词：汽车碰撞；理论阐述；事故再现 我国每年因汽车碰撞引发的交通事故不仅数量惊人，损失严重，而且屡禁不止，居高不下，这无疑对交通安全构成了威胁。而通过汽车碰撞事故再现，可明确事故责任归属，对事故加以科学鉴定，同时基于对车辆和人员的安全评价，既利于车辆设计的优化，也可为交通安全管理提供重要依据，足以见得，再现汽车碰撞事故的意义重大。 1. 汽车碰撞的理论阐述 1.1.塑性碰撞理论分析 若发生汽车碰撞后，车辆之间并不存在相对运动可被视为塑性碰撞，且经试验证明，当汽车碰撞速度相对较高时属于塑性碰撞，此时会涉及能量损失，遵循能量守恒定律，从而汽车碰撞过程符合和，又因汽车发生塑性碰撞后速度相同，发现汽车碰撞的严重程度与车辆的相对速度为正比关系，与车辆质量为反比关系，与碰撞前汽车速度没有关系，
但塑性碰撞下的能量损失与两车碰撞前相对速度的平方为正比关系，与碰撞汽车自身质量为反比关系[1]。 1.2.刚体碰撞理论分析 若汽车发生碰撞后，大部分车体基本完好，且能量损失较小并局限于变形位置，故可将其视为刚体碰撞，如汽车交通事故中的正面碰撞便属于刚体碰撞，因能量和动量守恒，故有，而在碰撞后有，由于人体伤害度主要取决于减速度，所以根据上式可以发现，汽车碰撞作用下的伤害度与两车碰撞的相对速度为正比关系，与其质量为反比关系，而与撞前速度没有关系，进而得知质量较小的汽车在碰撞事故中受伤较重。 1.3.弹塑性碰撞理论分析 若汽车在碰撞过程中既发生了弹性变形，也发生了塑性变形，需要同时将两者纳入考虑范围较为合理[2]。为便于汽车碰撞性质的区分，在此提出了这一恢复系数，且当=0时代表塑性碰撞，当 =1时代表刚体碰撞，当0< <1时代表弹塑性碰撞，同时其能量损失满足条件，可见其与汽车质量、碰撞性质、撞前汽车的相对速度有关。 2.汽车碰撞事故再现及安全评价分析 2.1.获取汽车碰撞参数的一般步骤和方法 汽车碰撞参数的获取是事故再现的基础条件和重要参考，所以掌握参数获取的步骤和方法尤为关键。具体包括
汽车碰撞地理论分析，具有高中物理知识地就可以看懂！ 当前汽车地碰撞实验地一个陷阱就是：不同车型都是对着质量和强度都是无限大地被撞物冲击.然后以此作为证据，来证明自己汽车地安全性其实是差不多地，这是极端错误地. 个人收集整理勿做商业用途 举个例子：拿鸡蛋对着锅台碰，你可以发现所有地鸡蛋碎了，而且都碎得差不多，于是可以得出鸡蛋地安全性都差不多.可是你拿两个鸡蛋对碰呢，结果是一边损坏一半吗？个人收集整理勿做商业用途 错！你会发现，一定只有一个鸡蛋碎了，同时另一个完好无损！ 问题出现了：为什么对着锅台碰都差不多，但是鸡蛋之间对碰却永远只有一个碎了？这个实验结果与汽车碰撞有关系吗？个人收集整理勿做商业用途 原因就在于：当结构开始溃败时，刚度会急剧降低.让我们仔细看一下鸡蛋碰撞地过程吧！，两个鸡蛋开始碰撞一瞬间，结构都是完好地，刚性都是最大；，随着碰撞地继续，力量越来越大，于是其中一个刚性较弱地结构开始溃败；，不幸发生了，开始溃败地结构刚度急剧降低，于是，开始溃败就意味着它永远溃败，于是所有地能量都被先溃败地一只鸡蛋吸走了. 个人收集整理勿做商业用途 我们在看看汽车之间地碰撞吧（撞锅台，大家地结果当然都一样！）.，开始，两车地结构都是完好地，都在以刚性对刚性；，随着碰撞地继续，力量越来越大，于是刚性较弱地车地结构开始溃败，大家熟知地碰撞吸能区开始工作；，不幸再次发生，因为结构变形，车地结构刚度反而更急剧降低，于是开始不停地"变形、吸能"；，在车地吸能区溃缩到刚性地驾驶仓结构之前，另一车地主要结构保持刚性，吸能区不工作.个人收集整理勿做商业用途结论：两车对碰，其中一个刚度较低地，吸能区结构将先溃败并导致刚度降 低，最终将承受所有形变，并吸收绝大部分地碰撞能量. 个人收集整理勿做商业用途这就是为什么你总可以看到，两车碰撞时，往往一车地结构几乎完好无损，另一车已经是稀哩哗啦拖去大修！ 回到最近一个一直很热地话题：钢板地厚度对安全性有影响吗？答案不仅是肯定地，而且大得超出你地想象：钢板薄％不是意味着安全性下降％或者损失增大％，而是意味着你地吸能区将先对手而工作，并将持续工作到被更硬地东西顶住（可能是你地驾驶舱），并承担几乎全部地碰撞形变损失！个人收集整理勿做商业用途 总结：在车与车地碰撞中，输家通吃.所以一个拿汽车地刚度开玩笑地车厂，它根本不在乎你地生命. 你永远不能在碰撞实验中看到，不同车型之间地碰撞.因为哪怕就弱那么一 点，结果就是零和一地区别！太惨了！看到就没人买了！个人收集整理勿做商业用途附：一些特殊例子地解释： 一，轻微碰撞，两车地车灯都碎了.解释：强度高地车灯先碰碎了强度低地车灯，但是在继续地过程中，被后面强度更高地金属杠撞碎.所以在碰撞地瞬间，还是只有一个破碎！个人收集整理勿做商业用途 二，中等碰撞，车防撞杠有轻微痕迹，车严重变形.解释：塑胶防撞杠弹性大，所以实际上两车地吸能区地前杠直接隔着杠相抵.强度高地那个吸能区不变形，强度低地那个吸能区变形后，导致较严重地严重损坏. 个人收集整理勿做商业用途 三，猛烈碰撞，两车地吸能区都溃败了.解释：，刚度低地车吸能区先溃败退缩，一直到被刚性很强地驾驶舱结构抵住.，如果还有能量，车车头吸能区不敌车驾驶舱，也开始溃败吸能.，最后如果还有能量，两车驾驶仓结构直接碰撞.聪明地你应该可以看出，刚度高地车驾驶员在缓冲两次后才发生驾驶舱地直接碰撞，你希望是在那个车里面！个人收集整理勿做商业用途
汽车结构的常规有限元分析 本文介绍了与产品研发同步的5个有限元分析阶段，阐述了有限元模型建立过程中应注意的问题，简单介绍了汽车产品的4种常规分析方法，建立汽车设计标准的方法，以及3个强度分析范例。范例1说明了有限元分析应注意的内容，范例2和3介绍了“应力幅值法”在解决汽车车轮轮辐开裂和汽车发动机汽缸体水套底板开裂问题的应用。 汽车是艺术和技术的结合。一辆好车的主要特点是造型美观、有时代感、结构设计合理、轻量化、材料利用率高，车辆性能先进并且满足国家法规、标准和环保的要求，质量可靠、保养方便、低成本、用户满意、满足市场需求等。在竞争日益激烈的汽车市场，汽车性价比已经成为市场竞争的焦点。采用有限元的常规分析技术，用计算机辅助设计代替经验设计，预测结构性能、实现结构优化，提高产品研发水平、降低产品成本，加快新产品上市。 1. 与产品研发同步的5个有限元分析阶段 在汽车产品研发流程中，一般有如下5个同步的有限元分析阶段： 第0阶段：对样车进行试验和分析； 第1阶段：概念设计阶段的分析； 第2阶段：详细设计阶段的分析； 第3阶段：确认设计阶段的分析； 第4阶段：产品批量生产后改进设计的分析。 有限元分析在产品研发的不同阶段有不同的分析目的和分析内容。有限元分析和试验分析是互相结合和验证的。在详细设计阶段，有些汽车公司对白车身和成品车车身都进行有限元分析，有些汽车公司只对白车身进行有限元分析。 2. 有限元分析的关键环节――建立合理的有限元模型 有限元模型的建立是有限元分析的关键环节。通过力学分析，把实际工程问题简化为有限元分析的问题，提出建立有限元模型的具体意见和方法，确定载荷和位移边界条件，使得有限元分析有较好的模拟（仿真）效果。 前处理自动生成的网格可能存在问题。建立有限元模型的好坏直接影响计算结果的误差和分析结论的正确性。在结构的几何图形上，划分有限元网格是建立有限元模型的主要内容之一。在用有限元分析的前处理自动生成网格时，特别是用常应变单元自动生成有限元网格时要非常注意，有可能存在问题，应引起注意，必要时加以改进。要想用有限元分析前处理自动生成出好的有限元网格也要付出辛勤地劳动。即使在方案比较的情况下，应力和变形的分布规律也不能离谱，计算结果的误差也应在给定的范围之内，建立好的有限元模型与分析经验有关。 在没有有限元分析指南的情况下，用力学分析和试验结果对有限元模型的确认和对计算结
有 限 元 分 析 作 业 作业名称 输气管道有限元建模分析 姓 名 陈腾飞 学 号 3070611062 班 级 07机制（2）班 宁波理工学院
题目描述： 输气管道的有限元建模与分析 计算分析模型如图1所示 承受内压：1.0e8 Pa R1=0.3 R2=0.5 管道材料参数：弹性模量E=200Gpa；泊松比v=0.26。 图1受均匀内压的输气管道计算分析模型（截面图） 题目分析： 由于管道沿长度方向的尺寸远远大于管道的直径，在计算过程中忽略管道的断面效应，认为在其方向上无应变产生。然后根据结构的对称性，只要分析其中1/4即可。此外，需注意分析过程中的单位统一。 操作步骤 1.定义工作文件名和工作标题 1.定义工作文件名。执行Utility Menu-File→Chang Jobname-3070611062，单击OK按钮。 2.定义工作标题。执行Utility Menu-File→Change Tile-chentengfei3070611062，单击OK按钮。 3.更改目录。执行Utility Menu-File→change the working directory –D/chen 2.定义单元类型和材料属性 1.设置计算类型 ANSYS Main Menu: Preferences →select Structural →OK
2.选择单元类型。执行ANSYS Main Menu→Preprocessor →Element Type→Add/Edit/Delete →Add →select Solid Quad 8node 82 →apply Add/Edit/Delete →Add →select Solid Brick 8node 185 →OK Options…→select K3: Plane strain →OK→Close如图2所示，选择OK接受单元类型并关闭对话框。 图2 3.设置材料属性。执行Main Menu→Preprocessor →Material Props →Material Models →Structural →Linear →Elastic →Isotropic，在EX框中输入2e11，在PRXY框中输入0.26，如图3所示，选择OK并关闭对话框。 图3 3.创建几何模型 1. 选择ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Keypoints →In Active CS →依次输入四个点的坐标：input:1(0.3,0),2(0.5,0),3(0,0.5),4(0,0.3) →OK
安全气囊系统原理及结构分析 自上世纪80年代开始逐步在民用车辆上采用之后，安全气囊时下已经成为了非常重要的汽车被动安全设备，安全气囊的数量已经成为衡量车辆安全性的参照之一，安全气囊的结构和原理到底怎样?安全气囊需要什么条件才能打开?它有哪些缺点?在使用的过程中需要注意什么?下面就为大家一一解说。 安全气囊的原理及结构 安全气囊是“辅助约束系统”(SRS)的一部分，主要是为了防止汽车碰撞时车内乘员和车内部件间发生碰撞而造成的伤害，它通常是作为安全带的辅助安全装置出现，二者共同作用。安全气囊的保护原理是：当汽车遭受一定碰撞力量以后，气囊系统就会引发某种类似微量炸药爆炸的化学反应，隐藏在车内的安全气囊就在瞬间充气弹出，在乘员的身体与车内零部件碰撞之前能及时到位，在人体接触到安全气囊时，安全气囊通过气囊表面的气孔开始排气，从而起到铺垫作用，减轻身体所受冲击力，最终达到减轻乘员伤害的效果。 通常车型的安全气囊系统结构示意图 常用的汽车安全气囊系统由碰撞传感器、控制模块(ECU)、气体发生器及气囊等组成，下面逐一为大家介绍这几个主要组成部分。
安全气囊系统传感器 安全气囊传感器一般也称碰撞传感器，按照用途的不同，碰撞传感器分为触发碰撞传感器和防护碰撞传感器。触发碰撞传感器也称为碰撞强度传感器，用于检测碰撞时的加速度变化，并将碰撞信号传给气囊电脑，作为气囊电脑的触发信号;防护碰撞传感器也称为安全碰撞传感器，它与触发碰撞传感器串联，用于防止气囊误爆。 按照结构的不同，碰撞传感器还可分为机电式碰撞传感器、电子式碰撞传感器以及机械式碰撞传感器。防护碰撞传感器一般采用电子式结构，触发碰撞传感器一般采用机电结合式结构或机械式结构。机电结合式碰撞传感器是利用机械的运动(滚动或转动)来控制电气触点动作，再由触点断开和闭合来控制气囊电路的接通和切断，常见的有滚球式和偏心锤式碰撞传感器。电子式碰撞传感器没有电气触点，目前常用的有电阻应变式和压电效应式两种。机械式碰撞传感器常见的有水银开关式，它是利用水银导电的特性来控制气囊电路的接通和切断。 安装在发动机舱前纵梁上面的气囊碰撞传感器，以机电式居多 控制模块(ECU) 对于早期的汽车，一般设有多个触发碰撞传感器，安装位置一般在车身的前部和中部，例如车身两侧的翼子板内侧、前照灯支架下面以及发动机散热器支架两侧等部位。随着碰撞传感器制造技术的发展，有些汽车将触发碰撞传感器安装在气囊系统ECU内。防护碰撞传感器一般都与气囊系统ECU组装在一起，多数安装在驾驶舱内中央控制台下面。ECU是气囊系统的核心部件，大多安装在驾驶舱内中央控制台下面。大多数气囊控制模块(ECU)都安装在车身中部靠近挡把的位置
版权所有，仅限于学习交流之用 第六讲汽车结构有限元分析实例 合肥工业大学机械与汽车学院车辆工程系 谭继锦编写 2010年3 月
----------------------汽车结构分析实例 ?1、汽车结构设计准则与目标 ?2、汽车结构有限元模型 ?3、汽车结构强度分析 ?4、汽车结构刚度分析 ?5、汽车结构动态分析 ?6、汽车结构疲劳分析 ?7、汽车结构碰撞分析 ?8、汽车结构有限元优化设计
1、汽车结构设计准则与目标 ?有限元分析方法是汽车数字化设计的一项核心技术； ?在产品设计阶段对汽车结构及性能做出预先评估； ?有限元分析能够提供大量的仿真试验数据和技术参数， 进而可以替代部分试验，有利于设计经验的积累和设计技术的提高。 ------汽车结构分析的目的主要是解决汽车结构的可靠性、安全性、经济性和舒适性等问题，其分析内容十分广泛，而且相互关联，主要涉及以下内容： ?可靠性：研究汽车结构强度、刚度和动态特性，以及疲 劳寿命等； ?安全性：研究结构耐撞性与乘员安全性等； ?经济性：研究结构优化及轻量化等； ?舒适性：进行结构振动噪声分析等。
汽车结构设计准则与目标 ?结构分析可以划分成几个阶段，各阶段有不同的设计 目标。 ?◇概念设计阶段建立相应的设计目标； ?◇详细设计阶段达到相应的设计目标； ?◇样车制作阶段验证整车的性能并且分析设计中存在 问题； ?◇产品制造阶段验证设计和改进产品。 ------以下概略汇总了汽车结构分析中在概念设计阶 段和详细设计阶段汽车结构部分分析内容及设计目标，这些内容与目标是动态发展的，需要结合工程实际不断调整并发展。
ansys有限元分析工程实例大作业
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辽宁工程技术大学 有限元软件工程实例分析 题目基于ANSYS钢桁架桥的静力分析专业班级建工研16-1班（结构工程）学号 471620445 姓名 日期 2017年4月15日
基于ANSYS钢桁架桥的静力分析 摘要：本文采用ANSYS分析程序，对下承式钢桁架桥进行了有限元建模;对桁架桥进行了静力分析，作出了桁架桥在静载下的结构变形图、位移云图、以及各个节点处的结构内力图（轴力图、弯矩图、剪切力图），找出了结构的危险截面。 关键词：ANSYS；钢桁架桥；静力分析；结构分析。 引言：随着现代交通运输的快速发展，桥梁兴建的规模在不断的扩大，尤其是现代铁路行业的快速发展更加促进了铁路桥梁的建设，一些新建的高速铁路桥梁可以达到四线甚至是六线，由于桥面和桥身的材料不同导致其受力情况变得复杂，这就需要桥梁需要有足够的承载力，足够的竖向侧向和扭转刚度，同时还应具有良好的稳定性以及较高的减震降噪性，因此对其应用计算机和求解软件快速进行力学分析了解其受力特性具有重要的意义。 1、工程简介 某一下承式简支钢桁架桥由型钢组成，顶梁及侧梁，桥身弦杆，底梁分别采用3种不同型号的型钢，结构参数见表1，材料属性见表2。桥长32米，桥高5.5米，桥身由8段桁架组成，每个节段4米。该桥梁可以通行卡车，若只考虑卡车位于桥梁中间位置，假设卡车的质量为4000kg，若取一半的模型，可以将卡车对桥梁的作用力简化为P1，P2，和P3，其中P1=P3=5000N，P2=10000N,见图2,钢桥的形式见图1，其结构简图见图3。
汽车座椅头枕的开发及制造 发表时间：2018-08-10T15:56:12.580Z 来源：《科技中国》2018年5期作者：赵玉静 [导读] 摘要：随着汽车行业的不断发展与需求，人们对汽车舒适性、安全性的要求也相对提高，特别是座椅等与人体直接接触的零部件；这些零件与驾驶员、乘客的生命安全息息相关。对于座椅上的头枕更是如此；头枕主要用途一当人坐在座椅上时，摘要：随着汽车行业的不断发展与需求，人们对汽车舒适性、安全性的要求也相对提高，特别是座椅等与人体直接接触的零部件；这些零件与驾驶员、乘客的生命安全息息相关。对于座椅上的头枕更是如此；头枕主要用途一当人坐在座椅上时，头部可以舒适的靠在头枕上，保持最佳姿势；二是当汽车急刹车或撞车时保护脆弱的颈部。 本文阐述了如何通过设计评审，设计验证，分析并改进设计缺陷，以满足行业对座椅头枕安全和舒适的功能要求。 关键词：汽车零部件座椅头枕开发制造 一、头枕的功能及分类 1.1座椅头枕的功能 座椅头枕的主要用途一支撑头部，汽车在正常行驶过程中，保持对头部的支撑，缓解颈部疲劳，提高驾驶安全性。二当车辆发生激烈碰撞或紧急刹车的情况下，保护头部和颈部安全。 1.2座椅头枕的类别 座椅头枕种类繁多，主要有两大类别：主动式头枕和被动式头枕。根据功能不同划分为四向头枕、两向头枕、折叠头枕；根据头枕位置不同可以划分为前排头枕、后边头枕、后中头枕；其中后排头枕根据结构不同又可划分为后L型头枕，半高型芯子头枕；根据制造生产的工艺装配头枕和一次发泡成型头枕（Pour in place,简称PIP）。 二、头枕设计开发与制造 头枕的结构主要由三部分组成:面套、发泡和芯子。如图1： 面套的材质主要以织物、人造革、真皮等面料制作。通常情况下在单层面料上复合一层海绵，以增加单面料的舒适度；发泡的原材料为PU，通过调配发泡原材料中成分的比例以实现客户对头枕软硬度的不同要求。芯子主要由塑料件和金属件组成，有些头枕只是一个金属件头枕杆子，例如PIP头枕。 2.1座椅头枕的设计评审及解决方案 2.1.1头枕高度 头枕的高度是影响头枕使用功能重要因素之一，为确保头枕使用的安全性能和舒适性，头枕的高度须满足以下条件：图1 1）前排可调节头枕在座椅上的最高位置H需≥800mm； 2）其它位置座椅头枕最高位置H需要≥750mm。 2.1.3头枕曲率半径要求 根据法规要求，头枕内部结构芯子表面的曲率半径R≥3.2mm；能被165mm 头型模型接触的表面其曲率半径R≥5.0mm。实际生产中头枕A面曲率半径通常≥10mm，内部芯子表面曲率半径R≥3.5mm。头枕碰撞区域之外的前、后表面都应装有衬垫，以避免人体头部与骨架的直接接触。 2.2 座椅头枕的性能验证及解决方案 2.2.1 头枕鞭打性能验证 车辆发生碰撞时对颈部的保护性性能的评判，称之为鞭打伤害。鞭打伤害是由汽车受到强烈撞击时，加速度引起的机械能传递至颈部所产生。追尾碰撞时，颈部与头枕之间因惯性力和接触力的作用，软组织所承受的载荷超过极限时，导致颈部伤害。通常情况下车辆碰撞前，人体头部与颈部处于自然状态，人体在座椅上时颈椎呈一定的弯曲；车辆碰撞的瞬间，人体躯干会受到向前或向后的推力，头部和颈部会发生生理曲线的瞬间转变，颈椎发生由伸直到向后的变化，其中上颈椎发生弯曲运动，下颈椎发生相对于人体躯干的伸张运动，头颈形态呈现S形；同时伴随着颈椎的垂直移动，致使颈椎呈现C形。变化过程如图4所示。鞭打试验的目的是验证头枕对颈部的保护性能，鞭打试验是头枕开发过程中必须要进行的试验项目之一。随着汽车的广泛普及，行业对鞭打试验的重视程度越来越高。就全球市场而言，不同