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汽车前部柱碰撞耐撞性及乘员损伤防护研究
| 论文题名： | 汽车前部柱碰撞耐撞性及乘员损伤防护研究 |
| 关键词： | 汽车前部柱;车体耐撞性;碰撞区域;车身结构;乘员损伤 |
| 摘要： | 前部柱碰撞是车对障碍物碰撞的一种形式，它和其他碰撞形式有很大差别，虽然事故发生率比较小但损失惨重。目前国内对这一块的研究几乎是空白，现有NCAP和强制性法规中也还没有针对前部柱碰撞的条例。因此，很有必要开展前部柱碰撞的研究，对于提升车辆前部碰撞安全性具有重要意义。 本文旨在研究前部柱碰撞特征、对车体结构碰撞性的影响、和乘员损伤防护技术，并且探讨研究柱碰撞中提高车身结构耐撞性的方法。 首先在阅读了大量文献的基础上总结了汽车被动安全研究的三种方法，详细介绍了小重叠率碰撞法规。进而以一款市面上销售的轿车为原型建立了有限元模型，并用正面碰撞和正面偏置碰撞试验数据进行了模型验证。然后依据C-NCAP法规进行了40％偏置碰撞和柱碰撞对比研究，在此基础上建立了15％、25％和50％三种不同碰撞区域的柱碰撞模型，对比分析不同碰撞区域柱碰撞的特性。研究可知柱碰撞比偏置碰撞具有加速度峰值高、出现早和持续时间短等特点，防火墙侵入量和A柱后移量分别增加了162mm和140mm。三种不同碰撞区域中50％柱碰撞的加速度最大，25％柱碰撞加速度峰值最小，三种柱碰撞结构耐撞性评级依次为“POOR”、“MARGINAL”和“ACCEPTABLE”。 最后分析了三种不同碰撞区域柱碰撞中力的传递路径，探究了三种提升车身结构耐撞性的方法，依据柱碰撞的特点对车身结构进行了合理的改进优化。改进后15％、25％和50％柱碰撞的结构耐撞性评级依次提升为“MARGINAL”、“ACCEPTABLE”和“ACCEPTABLE”，乘员舱刚度增大加速度峰值也提高了。利用MADYMO建立了前部柱碰撞乘员损伤模型，进行乘员损伤参数研究。 研究结果表明前部柱碰与正面偏置碰撞相比碰撞区域狭小、冲击力大且撞击力集中、对车体结构造成严重的损坏、对车辆耐撞性要求更高，加速度峰值更大、曲线波动更加剧烈。15％、25％和50％三种碰撞区域柱碰撞中，15％柱碰撞对车身结构的前舱破坏范围最小但最严重，50％柱碰撞前舱变形范围大对乘员舱的破坏较小，加速度峰值最大。通过增加厚度、使用超强钢、添加结构件等方式使乘员舱刚度增大，优化改进和增加力传递路径，改善前舱结构增加前舱吸能，可以有效的提升轿车前部柱碰撞耐撞性，但会增大车辆碰撞加速度峰值。前部柱碰撞对乘员头、胸、颈等肢体上部影响较小，但下肢具有很大的损伤风险。 |
| 作者： | 李气辉 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 杨济匡 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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