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轿车侧面碰撞车身结构安全性和乘员损伤保护研究
| 论文题名： | 轿车侧面碰撞车身结构安全性和乘员损伤保护研究 |
| 关键词： | 侧面碰撞;侧面柱碰撞;仿真分析;车辆安全性;乘员损伤;防护措施 |
| 摘要： | 汽车侧面碰撞包括车对车和车对障碍物两种碰撞形式，它是造成乘员重伤和死亡的主要交通事故形态。我国汽车侧面碰撞试验方面的研究起步较晚，目前对侧面碰撞试验的研究主要还是集中在车与车的碰撞，而对车与障碍物发生侧碰的研究几乎还是空白，现在的蜂窝铝壁障侧面碰撞试验又不能反映来自车外柱状障碍物碰撞的威胁。因此，同时开展侧面壁障碰撞(车和车)和侧面柱碰撞(车对障碍物)的研究对于提高车辆侧面碰撞安全性具有重要意义。 针对侧面壁障碰撞，本文首先建立了某款轿车及可变形移动壁障的有限元模型，并根据仿真模型的验证方法对有限元模型进行了有效性验证，然后根据侧面碰撞的特性和车身结构安全缺陷，从理论上探讨了提高车辆耐撞性能的三种具体方法：增加板料厚度、采用超高强度钢、添加结构加强部件，并分别加以仿真分析；在此基础上对原车型提出了合理的改进方案。 针对车辆侧面柱碰撞，本文首先基于力学理论分析了侧面柱碰撞的特性，通过对同一车型的侧面壁障碰撞和侧面柱碰撞的车身侧围结构变形特性、车体加速度特性、系统能量响应特性等方面进行了深入的对比分析，进一步揭示侧面柱碰撞的碰撞特性；其次分析了车辆侧面不同碰撞区域的结构耐撞性能。在此基础上探讨了提高车辆侧面柱碰撞结构耐撞性能的有效措施。 文中最后应用MADYMO PSM子结构方法建立了侧面碰撞的乘员假人损伤分析模型，对侧面碰撞乘员头部、肋骨、腹部、骨盆等部位的伤害参数进行了深入分析，并对相应的防护措施进行了探讨。 研究结果表明：针对成熟的车身结构，欲提高其侧面碰撞结构安全性能，最有效的方法是在保证不影响其相关位置原有部件功能的情况下合理增加加强部件；与侧面壁障碰撞相比，侧面柱碰撞增大了乘员的损伤风险更大，对车身结构耐撞性的要求更高；通过在门槛梁内填充泡沫材料或提高门槛梁、地板横梁的刚度可以有效提高车辆侧面柱碰撞的耐撞性能；使用防护衬垫和侧面安全气囊可以有效降低侧面碰撞时假人的伤害值。本文的研究方法和结果对改进车辆的侧面碰撞安全性和降低乘员损伤风险具有重要的工程实用意义和参考价值。 |
| 作者： | 覃祯员 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 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： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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