车辆碰撞被动安全性开发流程
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整车碰撞分析流程整车碰撞分析是被动安全中必不可少的分析内容,根据工况的不同,可以分为正碰、偏置碰、侧碰、后碰、顶压、行李箱冲击和门侵入等分析项。
看上去十分复杂,其实,只要深入了解正碰分析,在其基础上稍作修改,就可以轻松完成其他分析项。
本文就以C-NCUP2018版的正面碰撞为例,介绍整车碰撞的分析流程,细节部分不做过多介绍;同时,还会介绍整车碰撞分析,约束系统以及试验之间的关系。
分析流程可以分成前处理、计算和后处理3个部分。
1.前处理前处理的软件很多,比如pre-post,ansa等等,本文以使用较为广泛的hypermesh为例进行介绍。
初速度前处理部分包括划分网格、整车模型搭建等部分,这里不做详细说明,主要介绍如何创建工况。
根据C-NCUP2018版的要求,车辆初速度为50Km/h(13.88毫米/毫秒)。
刚性墙车辆和正前方的刚性壁障发生碰撞,一般通过刚性墙来模拟。
关键字:RIGIDWALL_PLANAR。
刚性墙可以视为一种特殊的接触,但是只有从接触面,没有主接触面(主接触面是刚性墙)。
从接触面选择“all”,表示选择所有节点。
刚性墙的摩擦系数一般是0.1.除此之外,车辆还需要和地面接触(否则会因为自重而自由落体),同样通过刚性墙模拟地面。
从接触面选择车轮即可。
自接触在碰撞过程中,车辆自身各部件之间也会发生接触。
因为无法知道哪些部件会接触,所以这里使用的接触类型是自接触,关键字:CONTACT_AUTOMATIC_SINGLE_SURFACE。
和刚性墙一样,自接触不需要设置主接触面,只设置从接触面即可。
不同的是,在自接触中,所有的从接触面,同时又是主接触面,也就是说,部件a既可以和部件b接触,也可以和自己发生接触。
自接触的动、静摩擦系数一般是0.5.重力加速度重力加速度的关键字是LOAD_BODY_Z,大小是9.8m/s^2。
控制卡片整车碰撞的控制卡片虽然多达17、8项,但是一般不需要特别设置,直接导入已有的控制卡片即可。
ANSYS汽车碰撞分析流程Flow Chart of Auto Impact AnalysisPrepared By 史志远Date: Nov.1, 2004汽车碰撞模拟分析流程一、碰撞安全性试验介绍:在汽车模拟分析的过程中,提高汽车碰撞安全性的目的是在汽车发生碰撞时确保乘员生存空间、缓和冲击、防止发生火灾等等。
但是从碰撞事故分析中可知,汽车碰撞事故的形态也千差万别,所以对汽车碰撞安全性能的评价也必须针对不同的碰撞形态来进行。
按事故统计结果,汽车碰撞事故主要可分为正面碰撞、侧面碰撞、追尾碰撞和翻车等几种类型。
但随着公路条件的改善,正面碰撞和侧面碰撞形态成了交通事故中最常见的碰撞形式。
按照碰撞试验的目的区分,现在碰撞试验大体可以分为三类:1)由政府法规要求的强制性试验:例如FMVSS208、ECE R94法规规定的正面碰撞试验,FMVSS214、ECE R95法规规定的侧面碰撞试验等等;2)由汽车制造厂自己制定的碰撞试验方法:例如用于提出改善汽车碰撞安全性的新措施等等;3)为消费者提供信息的试验:例如美国、欧洲等国家实施的新车评价程序(NCAP),汽车安全法规中规定了达到政府规定的最低安全性能要求,NCAP以更高的车速进行正面碰撞试验,以展示汽车产品的碰撞安全性能。
由于法规试验是政府强制实施的,所以,汽车碰撞试验法规是人们关注的热点。
下表列出了一些美国FMVSS, 欧洲ECE的汽车被动安全性法规的试验项目。
二、人体伤害评价指标:在碰撞试验或碰撞模拟分析的过程中,都使用了标准的碰撞试验假人,通过测量假人的响应计算出伤害的指标,用于定量的评价整车及安全部件的保护效能。
1) Hybrid III假人家族的伤害评价基准值:下表列出了正面碰撞试验用的Hybrid III假人家族的伤害评价基准值。
Hybrid III第50百分位男性假人是目前生物保真性最好的正面碰撞试验假人,另外,为了评价汽车对不同身材乘员的安全保护性能,按比例方法开发了第95百分位男性的大身材假人和第5百分位女性的小身材假人。
轿车正面碰撞被动安全性研究随着汽车工业的不断发展,轿车已成为日常生活中不可或缺的交通工具。
然而,轿车在带给人们便利的也带来了潜在的安全风险。
其中,轿车正面碰撞是最常见的交通事故之一。
因此,研究轿车正面碰撞被动安全性对于提高道路交通安全具有重要意义。
轿车正面碰撞是指两辆轿车在正面对撞时产生的碰撞事故。
由于这种碰撞形态最为常见,因此,轿车正面碰撞被动安全性研究对于减少车祸伤亡、保护乘员安全具有至关重要的作用。
在研究轿车正面碰撞被动安全性时,我们采用了多种方法,包括数据收集、试验设计和数据分析等。
我们收集了大量的轿车正面碰撞事故数据,包括事故发生的频率、伤亡人数、碰撞速度等信息。
我们根据收集的数据设计了一系列试验,通过模拟实际道路环境,测试轿车的耐撞性能和乘员保护效果。
我们对试验数据进行了详细的分析,以揭示轿车正面碰撞被动安全性的相关规律和影响因素。
描述性统计结果:实验数据显示,轿车正面碰撞事故在所有交通事故中占有较高的比例,且事故多发生在城市道路和高速公路上。
碰撞时的速度和角度对乘员伤害程度有着显著的影响。
因果关系结果:通过对实验数据的分析,我们发现轿车正面碰撞被动安全性与车辆的结构设计、乘员保护装置的配置以及安全带的使用等因素密切相关。
假设检验结果:在实验中,我们假设轿车的前部结构、安全带和气囊等乘员保护装置能够降低乘员在碰撞中的伤害程度。
通过实验数据的分析,我们发现这些假设得到了验证。
通过本次实验,我们深入了解了轿车正面碰撞被动安全性的相关因素和规律,发现车辆的前部结构、安全带和气囊等乘员保护装置对于降低乘员在碰撞中的伤害程度具有重要作用。
因此,为了提高道路交通安全,我们应该:加强对轿车正面碰撞被动安全性的研究和投入,从车辆结构设计、安全带和气囊等乘员保护装置的配置等方面提高车辆的安全性能。
完善道路交通安全法规,倡导文明驾驶,降低车祸的发生率。
提高公众对道路交通安全的认识和重视程度,培养正确的驾驶习惯和交通安全意识。
汽车产品设计中的被动安全系统开发摘要:汽车被动安全系统作为汽车安全系统的重要组成部分,在减轻交通事故的人员伤害方面发挥了越来越大的作用。
本文就汽车产品设计进行阐述,并着重对其被动安全系统的开发进行分析,以供参考。
关键词:汽车;产品设计;被动系统;开发引言据国家安监总局统计,全国2011年道路交通伤亡事故共发生21.1万余起,直接死亡人数为6.2万人。
道路交通安全事故不经给相关的人员带来重大的经济损失和精神负担,同时也严重的影响车辆安全技术的发展。
如何减少交通事故的伤害,降低事故的风险,更好的保障驾乘人员的安全,将是未来汽车安全所关注的重点。
一、汽车被动安全系统组成(一)、安全车身(吸能式车架)在常见的汽车碰撞事故中,汽车车身吸收了相当大的冲击能量,安全车身的品质直接影响到整个车辆的被动安全性能。
安全车身是所有被动安全系统的载体,也是整个安全系统的基础。
简单的从技术上讲,安全车身的核心就是通过提高座舱的高强度和优化车身对冲击能量吸收的效率来保障驾乘人员的安全性。
即车身在碰撞发生时能有效的吸收碰撞能量,并将其快速地分散到车身的各部位的骨架上,使传递到驾驶舱的冲击能量尽可能的小,同时配合乘员约束系统来保障驾乘人员的安全性。
汽车的安全车架对车身起到支撑的作用,是“龙骨”。
他的设计需要综合动力输出、承重和空间舒适性,但最重要的还是安全性。
比如在汽车碰撞试验中,如何分散车内人员的碰撞冲击力,避免由于碰撞致使车体任何部位的形变内凹挤压乘客,都会通过精密的计算。
(二)、防撞钢梁前后防撞梁的意义就是车辆第一次承受撞击力的装置,在车身被动安全方面有一个重要理念就是一点受力全身受力。
说白了就是当汽车车体的某一个位置受到了撞击,如果仅仅让这一部位去承受力的话,那么达到的保护效果会很差。
如果在某一点受到冲击力的时候,让整个骨架结构去承受力,则可以最大限度的降低一个点所受到的力的强度,特别是前后防撞钢梁在这里就起到很明显的作用。
汽车碰撞安全规程引言:随着汽车的普及和使用量的增加,交通事故对公众的生命财产安全造成了巨大威胁,特别是汽车碰撞事故所造成的伤亡更是频频发生。
为了保障驾驶员和乘客的安全,制定汽车碰撞安全规程成为当务之急。
本文将从汽车碰撞力学、安全设施、驾驶员培训等方面,全面探讨汽车碰撞安全规程的制定。
一、汽车碰撞力学1.汽车结构设计汽车结构设计是保障碰撞安全的首要环节,需考虑起子(safety),优化结构,合理选材和革新设计。
以减少碰撞对驾驶舱的影响,确保驾驶员和乘客能在碰撞中得到有效保护。
2.碰撞力的分析与计算通过对汽车碰撞力的分析与计算,可以评估碰撞的严重程度及产生的动能转换。
该过程可帮助制定相应的安全规范,确保汽车在碰撞时具备一定的能量吸收能力,并减轻乘客的伤害。
二、碰撞安全设施1.制动系统制动系统作为汽车碰撞安全的重要组成部分,必须严格按照规范要求进行设计和制造。
制动系统的稳定性和响应能力是防止碰撞事故的关键因素。
规定了制动系统的最佳压力比和最短制动距离,能有效减少碰撞发生的概率。
2.安全气囊安全气囊作为一项重要的被动安全设施,能够在碰撞发生时迅速弹出,保护乘客头部和胸部免受伤害。
安全气囊的规范需要与制动系统相匹配,确保在碰撞时能够迅速响应并展开。
3.防抱死制动系统防抱死制动系统(ABS)对于汽车碰撞安全的重要性不言而喻,它能够在急剧制动时防止车轮抱死,保持车辆的稳定性,避免碰撞事故的发生。
ABS的制定与设备行为准则有关,确保系统的准确性和可靠性。
三、驾驶员培训和行为规范1.驾驶员培训驾驶员培训是保障碰撞安全的必要手段,驾驶员需了解汽车碰撞安全规程,并接受相应培训。
培训内容包括紧急制动、紧急转向、避让和应急操控等技巧,提高驾驶员的应对能力,减少碰撞事故发生的概率。
2.驾驶员行为规范汽车碰撞安全的规程还包括了驾驶员的行为规范。
驾驶员应将安全视为首要任务,不驾驶疲劳、酒后或服用药物的状态,禁止超速行驶、抢行抢道以及危险驾驶等违规行为。
车辆碰撞被动安全性开发流程
参照车解析——定标与设计目标分解——被动安全性总体方案设计——总布置与车体结构详细设计——详细设计阶段CAE分析与改进优化设计——设计更改阶段针对关于工艺/成本等改进设计——设计更改阶段CAE分析与改进优化设计——样车试制——安全约束系统开发——整车被动安全性试验验证
参照车解析竞争产品与参照车解析包括试验解析与CAE 解析,对竞争对象与参照车进行结构解析,达到两个目的:
其一,为定标与性能目标分解提供依据;通过碰撞试验获得详细的测试数据碰撞可以用于设计对象车辆碰撞被动安全性定标与性能目标分解,这些数据也可以用于CAE 解析时模型校核;
其二,通过参照车CAE 分析进行结构性能解析,可以分析出参照车在满足碰撞被动安全性方面,车身强度刚度等各个结构性能方面,采取那些结构措施,这些措施的具体参数,一些关重件采用了何种材料等,
作为设计车辆碰撞安全性参考设计时的重点关注部分尤其重要竞争产品与参照车结构解析包括:
参照车碰撞被动安全性总体方案解析;
参照车碰撞被动安全性总体标准等级解析;
参照车碰撞被动安全性分解到各分;
总成的分项标准等级解析;
参照车碰撞被动安全性总体结构措施解析;
参照车碰撞被动安全性关重要素解析。
定标与设计目标分解要保证设计车辆最终的总的设计目标,需要将总的设计目标分解细化。
比如整车安全性总目标为达到NCAP 四星以上标准,为了保证这个目标,需要细化到车体、座椅、转向管柱、安全带、安全气囊各个系统相应的设计目标。
而这些系统的设计目标,比如车体,又需要更进一步分解到车门、乘员舱、发动机舱等各总成,各个部位的目标。
分解后的设计目标值是设计过程中的目标值,是设计过程控制参数,并不是产品的最终验收目标值。
这些分解目标值很难通过参照车试验得到,而通过参照车CAE 分析则比较方便得到。
方案设计与初步分析,方案设计与初步分析包括被动安全性总体技术方案设计,以
及对初步设计的结构断面,总体布置方案,内外观造型等的合理性进行分析,该阶段工作配合造型与总布置工作同步进行。
详细设计对于主机厂,在碰撞被动安全性方面,最重要的工作是设计一个具有高耐撞性、高强度的车体与满足被动安全性的总体布置,主要包括发动机舱针对碰撞被动安全性总布置设计;乘员舱针对碰撞被动安全性总布置设计;底盘针对碰撞被动安全性总布置设计;车体结构针对碰撞被动安全性的设计等。
详细设计阶段CAE 分析及结构改进与优化设计CAE 分析作为设计阶段的设计验证手段与优化设计手段,对详细设计阶段所得的每个版本车身与整车3D数据,进行CAE 分析,目的为:
其一,验证设计是否满足性能要求;
其二,以CAE 分析结果此为依据,针对各性能进行结构改进设计与结构优化设计,确保工程化设计完成后的车身与整车3D 数据、材料选择、焊点设计满足规定的性能设计要求。
这个阶段CAE 与结构改进优化工作一直持续到数模冻结其工作内容包括:? 以分解后的设计过程目标值为评价标准,通过CAE 分析验证设计是否满足设计要求? ? ? 以CAE 为手段,对影响性能的各个关重要素进行功用性分析进行改进方案与优化方案设计通过CAE 分析验证改进方案与优化方案效果设计更改与设计更改阶段CAE 分析及结构改进与优化设计设计更改主要指数模冻结以后,因工艺、成本等各种原因引起的设计更改。
对每一次设计更改后的车身与整车3D 数据,完成相应性能项目CAE 分析,以验证设计是否满足性能要求;并针对各性能进行结构改进设计与结构优化设计,确保每一次设计更改后的车身与整车3D 数据、材料选择、焊点设计满足规定的性能要求。
这个阶段CAE 与结构改进优化工作一直持续到产品上市正式销售。
样车制造设计阶段实物样车制造,采用快速成型模具、简易组装式夹具等简易工装制造车身,底盘等机械部件也采用开发样件。
该样车主要用两个目的:其一,用于车体结构碰撞安全性设计要求的验证试验;其二,用于安全气囊、安全带等约束系统开发的匹配试验。
约束系统开发包括安全气囊、安全带等约束系统开发,主要包括约束系统零部件设计、零部件工装设计与制造、与整车装配设计、各控制程序设计与控制参数匹配、目标性验证试验整车被动安全性验证试验整车被动安全性验证试验包括:采用设计样车完成的以验证车体结构碰撞安全性设计要求为目的设计阶段验证试验;采用设计样车完成的约束系统开发的匹配试验;采用工装样车完成的产品整车被动安全性定型验证试验;以国家公告要求为目的整车被动安全性公告性法规要求试验。