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基于磁流变的安全带锁止器力学性能分析
| 论文题名： | 基于磁流变的安全带锁止器力学性能分析 |
| 关键词： | 汽车正面碰撞;胸部保护;安全带锁止机构;磁流变锁止器;控制方案 |
| 摘要： | 随着汽车工业的不断发展，汽车安全性越来越好，在事故中乘员得到的保护也越来越好。但是由于人体胸部结构的复杂性，以及车内空间的限制，驾驶员胸部的保护并不十分理想。本文围绕驾驶员胸部损伤的因素，结合中外有关汽车安全的法规，对轿车正面碰撞过程中驾驶员胸部受力进行了深入的研究。根据研究结果并结合现有的安全带复合敏感锁止机构，设计了一款新型的磁流变安全带锁止器。本文通过对中外文献、法规的分析，归纳出了汽车在正面碰撞过程中驾驶员胸部受力状况以及生物力学特征。详细分析了胸部损伤机理、耐受度指标、胸部损伤准则、损伤程度评价标准等相关文献，得出了符合胸部安全的力学指标。运用牛顿力学原理建立了车感、带感、承力三大锁止机构运动方程。通过建立的方程求解出了锁止机构的锁止时间、运行距离等的解析解。运用CATIA软件建立了锁止机构的三维模型，并结合ADAMS动力学仿真软件，对安全带锁止机构的锁止时间进行了仿真分析。 深入研究了磁流变液这一智能材料，并建立了流动模型。应用其响应迅速、可逆变特性，设计了一种新型的磁流变安全带锁止器。并运用磁流变液的Bingham模型公式，求解出了此锁止器的阻尼力方程。运用这种新设计的安全带磁流变锁止器与现有安全带配合使用，充分发挥了两者的长处。运用磁饱和分析法，结合人体胸部的安全指标，求解出了磁流变锁止器的结构和性能参数。根据求解出的这些参数，运用CATIA软件，建立了完整的磁流变锁止器三维模型。建立了磁流变锁止器阻尼力与外加电流的关系，并运用MATLAB工具箱拟合出了曲线图，得到了通过调节电流来控制锁止器阻尼力的方程。研究了磁流变锁止器的响应时间，并根据不同车型的被动安全配置，制定出了不同的阻尼力控制方案。计算结果表明，此锁止器能有效地减少人体胸部压缩量和胸部加速度，更好地保护了人体。 |
| 作者： | 王晓聪 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 赵晓昱 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 上海工程技术大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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