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某款轿车在侧面柱碰中车体耐撞性与乘员损伤的仿真分析
| 论文题名： | 某款轿车在侧面柱碰中车体耐撞性与乘员损伤的仿真分析 |
| 关键词： | 轿车;侧面柱碰;有限元仿真;结构改进;气囊改进;驾驶位假人损伤 |
| 摘要： | 轿车侧面碰撞主要分为车对车以及车对障碍物这两种侧面碰撞形式，其中侧面柱碰属于车与障碍物之间的碰撞。在这类碰撞过程中，由于车身与柱状物的接触面积相对较小，导致车身局部变形较为严重，从而对车内乘员的生命安全造成极大威胁。为了完善我国轿车侧面柱碰的相关内容与法规，提升轿车在这类事故中的安全性，因此开展侧面柱碰车身侧围耐撞性研究以提高车内乘员的生命安全具有重要的意义与价值。 本文基于最新的2021版中国新车评价规程，采用有限元仿真分析法以某款轿车为研究对象进行侧面柱碰仿真研究。首先依据2021版C-NCAP法规规程对该轿车侧面壁障碰撞和侧面柱碰这两种碰撞模式进行对比分析，对比了两种侧面碰撞模式的能量曲线、车身侧围结构变形、速度变化、B柱加速度、能量吸收量以及侵入量等参数，然后根据侧面柱碰车身侧围损伤特点对车身侧围结构进行优化改进以及仿真结果对比，对驾驶位假人各身体部位损伤值进行了分析。最后对该轿车进行乘员约束系统的改进以及仿真结果对比，并对驾驶位假人各身体部位损伤值进行了对比分析。进而实现车辆侧围结构耐撞性能的综合提升，车内乘员的生命安全得到最大程度上的改善。 研究结果表明： (1)针对侧面柱碰车身侧围结构破坏特点对车身侧围关键部件进行结构改进后，车门内板碰撞点的侵入量减小了49mm，B柱碰撞点的侵入量减小了19mm。针对车身侧围内部添加乘员约束系统来进一步优化改进时，结果显示车门内板碰撞点的侵入量减小了37mm，B柱碰撞点的侵入量减小了32mm。 (2)通过对比分析结构改进前后假人身体各部位的损伤情况，结果表明，车身侧围结构改进对驾驶位假人的胸部、腹部、骨盆以及大腿的损伤值改善起主导作用。比较分析安全气囊改进前后假人身体各部位的损伤情况，结果表明，添加气囊约束系统改进对驾驶位假人的头部和颈部的损伤值改善起主导作用。 (3)经计算可知，气囊改进之后的WIC值比改进之前的WIC值减小了50.5%。因此在侧面柱碰车身侧围优化过程中，应该重点采用车身侧围结构优化改进与添加气囊约束系统相结合的优化方式，这样可使得乘员重要身体部位的损伤情况较大幅度地减小，确保车内乘员的生命安全。 |
| 作者： | 王东阳 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 牛卫中;李兰勋 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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