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车用负泊松比安全带织带乘员保护效能研究
| 论文题名： | 车用负泊松比安全带织带乘员保护效能研究 |
| 关键词： | 负泊松比;安全带织带;乘员保护;拉胀单元;有限元数值仿真;汽车工程 |
| 摘要： | 随着汽车保有量不断增加，人们日常生产和生活中对车辆的依赖性日渐提高。行车安全已被列为汽车产业发展亟待解决的三大问题之一，车辆发生碰撞事故时，安全带系统能够通过锁紧的织带将乘员“束缚”在座椅上，避免乘员与汽车内饰发生二次碰撞或被甩出车外受到伤害。由于材料特性，传统安全带织带被锁止后产生横向缩窄变形，织带作用面积的减小会对接触躯干产生过大的压强，有可能造成乘员胸部和腹部过度压缩，严重时会对内脏造成伤害，甚至危及生命。因此研究一种新型的负泊松比安全带织带，提高乘员保护效果，具有非常重要的意义。 本文以汽车安全带织带为研究对象，在分析了国内外负泊松比材料和结构的研究进展的基础上，提出了负泊松比安全带织带的概念，通过有限元数值仿真的方法，验证了负泊松比织带的变形特征，及其相对于传统织带在乘员保护方面的优越性，并分析了负泊松比值、织带与躯干间的摩擦系数对负泊松比织带的保护效能的影响。基于MADMO，通过含HybridⅢ50th假人模型的汽车正面碰撞仿真，验证了负泊松比安全带织带的乘员保护效能。 在此基础上建立了一种具有负泊松比拉胀效应的凹凸曲面型安全带织带模型，分析了拉胀单元及负泊松比特性织带的变形机理，以及结构参数对几何形状的影响。通过有限元仿真，研究了结构参数对拉胀单元等效泊松比的影响。基于显式动力分析软件ANSYS/LS-DYNA，建立了具有负泊松比特性的安全带织带乘员保护效能仿真模型，以接触力和压缩量作为评价指标，研究了织带佩戴方式、幅值A、幂指数m及周期系数n对织带的乘员保护效能的影响。结论表明，负泊松比安全带织带相对于传统织带能有效减小乘员胸部压缩量，结构参数对织带保护效能影响较大。研究结果对于负泊松比材料在车辆乘员约束系统中的应用奠定了基础。 |
| 作者： | 安文姿 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 亓昌 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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