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1、第3章 汽车碰撞平安性设计3.1 概述3.2 经验法和试验法3.3 数学分析法3.4 汽车碰撞平安性设计3.5 碰撞吸能结构的设计3.1 概述汽车碰撞平安性问题分两种情况：新汽车产品的碰撞平安性设计问题 已有汽车产品的碰撞平安性改进问题 新设计有充分的设计空间 改进设计更有挑战性研究方法 开展：经验法、试验法、分析法 经验法：单纯凭直觉和经验进行碰撞平安性设计和改进的方法称为经验法。直觉是通过屡次相关经验积累产生的；经验法以大量汽车碰撞事例为基础。汽车碰撞试验方法：主要是通过模拟汽车碰撞事故中的一些典型的和重要的碰撞过程来获取对不同结构缓冲吸能特性认识，实质上是通过人为碰撞事件在短时间内获取足
2、够多经验的一种“经验法。试验过程和实际碰撞有区别。作用：研究结构的缓冲吸能特性 检验汽车零部件能否满足汽车碰撞平安性 特点：受试验方法和装备的先进性的影响 用真实物体在真实碰撞条件下试验 数学分析方法仿真法：主要是应用数学和力学工具进行汽车碰撞过程的分析方法。解析法、多刚体动力学法、有限元法等。特点：可以节省碰撞试验次数，成本低、周期短 可以进行危险的实验模拟。仿真是建立相应物理系统的数学模型在计算机上解算的过程。数学模型是仿真的基础。3.2 经验法和试验法 经验法：经验法不需要很深的的理论和很高技术水平，是一种创造。经验法是最直接的设计方法，但往往不完善，需要辅以其他方法，将直接经验转化为科
3、学、使用、可靠的产品设计。经验法的例子-平安带的创造 汽车平安带挽救了无数人的生命，是对行车平安的一项重要奉献。平安荣誉纪念馆于近期接纳了三点式平安带的创造人尼波林。尼波林原是一名飞机设计师，1958年他到底特律沃尔沃汽车公司工作。在考虑汽车遇到紧急刹车或碰撞事故时，如何能使司机、乘客牢牢地固定在坐位上，以抵挡住猛烈撞击不受伤害时，他认为，用皮带一边横跨胸部，一边横跨腰下臀部，从同一固定点由上往下紧扣，能固牢整个人体。这即是今日人们早已熟知的三点式汽车平安带。1963年，沃尔沃汽车公司把尼波林的三点式汽车平安带注册，并在自产的汽车上装配。同时，沃尔沃还把平安带创造，免费提供给其他企业使用，以推
4、广这项保护生命的创造。经验法的例子-平安气囊的创造 1953年8月18日，人约翰，赫特里特获得了“汽车缓冲平安装置的 专利。赫特里特是一位自学成才的宾夕法尼亚州工程师，他在1952年的一次事故后，萌发了设计撞车平安装置的想法。在这次事故中，他为躲避一个障碍物而猛打方向盘进行制动，他和妻子都用手臂本能地保护坐在前座中间位置上的女儿。这次事故后他意识到必须有一个更好的方法来保护乘员，两周之后他绘好了设计图纸交给了代理人，这份图纸确定了今天平安气囊的雏型。试验法：试验法是一种直接客观的设计与验证方法。目的是再现实际道路上的车辆碰撞事故并对其研究。特点：需要特定的碰撞试验设施，牵引机构、障碍壁、电测量
5、系统、高速摄影测量系统、测试用假人。碰撞试验：正面碰撞 车车 偏置碰撞 固定壁 实车碰撞试验 移动壁 侧面碰撞 翻车 追尾碰撞 台车模拟 模拟碰撞试验 台架模拟 静态模拟碰撞试验碰撞试验的作用：比照优选 多方案中选优、改进研究、影响因素比照；平安性评估 直接测出结果，对设计、改进及产品的平安性评价；辅助设计与改进 辅助设计和改进的手段。碰撞性试验是破坏性实验，成本高、消耗时间大、试验结果和过程的瞬时性3.3 数学分析法解析法多刚体动力学法有限元法仿真：汽车碰撞力学仿真解析法建立碰撞力学模型及求解方法的分析简单模型的精确分析汽车结构设计初期的碰撞概算优势：建立分析模型多刚体动力学法多体分析力学
6、多刚体动力学 多柔体动力学计算多体系统动力学 基于拉格朗日方程 多刚体系统动力学 刚-柔混合多体系统动力学计算机多体动力学分析软件研究航天器、机器人等的基础有限元法20世纪80年代开展和完善的计算方法 10ms时的碰撞变形40ms时的碰撞变形分析软件：DYNA 3D LS-DYNA3D、OASYS-DYNA3D 及英国早期应用广泛PAM-CRASH 起源法国，早期欧洲应用较多三维造型和分析软件UGCATIA碰撞平安分析工程师 结构碰撞分析 乘员保护分析 平安开发 熟悉汽车碰撞平安基本原理和相关法规；熟悉碰撞平安分析相关软件Hypermesh，LS-DYNA，MADYMO，PAM-CRASH 的
7、应用3.4 汽车碰撞平安性设计整车理想碰撞特性纵向碰撞理想特性 保证足够生存空间，不产生过大变形；乘坐室外的车体结构尽可能变形，合理吸收碰撞能量侧面碰撞理想特性 车门和立柱尽可能大的刚性，变形要小；车门内板应柔软碰撞平安性的反推设计法碰撞界面缓冲吸能系统平安区保护结构系统 转向盘与内饰系统 平安气囊系统 平安带和平安座椅系统人体响应平安法规3.5 碰撞吸能结构的设计焊点与吸能焊接强度、焊接形式的因素a)焊点开裂，弯折变形 b)焊点未开裂，产生充分皱褶变形壁厚与吸能 壁厚太小不具备吸能条件 壁厚太大不容易变形吸能壁厚对碰撞变形吸能特性的影响：碰撞产生的最大阻力不同壁厚小最大阻力小，壁厚大最大阻力
8、大缓冲吸能时间的长短不同壁厚小吸能碰撞持续时间长壁厚大吸能碰撞持续时间短横截面与吸能 相同周长的截面比照预变形与吸能预变形：引导结构在碰撞时向设定的吸能变形方式开展。9、静夜四无邻，荒居旧业贫。6月-236月-23Thursday,June 1,2023 10、雨中黄叶树，灯下白头人。20:46:2920:46:2920:466/1/2023 8:46:29 PM 11、以我独沈久，愧君相见频。6月-2320:46:2920:46Jun-2301-Jun-23 12、故人江海别，几度隔山川。20:46:2920:46:2920:46Thursday,June 1,2023 13、乍见翻疑梦，相
9、悲各问年。6月-236月-2320:46:2920:46:29June 1,2023 14、他乡生白发，旧国见青山。01 六月 20238:46:29 下午20:46:296月-23 15、比不了得就不比，得不到的就不要。六月 238:46 下午6月-2320:46June 1,2023 16、行动出成果，工作出财富。2023/6/1 20:46:2920:46:2901 June 2023 17、做前，能够环视四周；做时，你只能或者最好沿着以脚为起点的射线向前。8:46:29 下午8:46 下午20:46:296月-23 9、没有失败，只有暂时停止成功！。6月-236月-23Thursday
10、,June 1,2023 10、很多事情努力了未必有结果，但是不努力却什么改变也没有。20:46:2920:46:2920:466/1/2023 8:46:29 PM 11、成功就是日复一日那一点点小小努力的积累。6月-2320:46:2920:46Jun-2301-Jun-23 12、世间成事，不求其绝对圆满，留一份缺乏，可得无限完美。20:46:2920:46:2920:46Thursday,June 1,2023 13、不知香积寺，数里入云峰。6月-236月-2320:46:2920:46:29June 1,2023 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。01 六月 20
11、238:46:29 下午20:46:296月-23 15、楚塞三湘接，荆门九派通。六月 238:46 下午6月-2320:46June 1,2023 16、少年十五二十时，步行夺得胡马骑。2023/6/1 20:46:2920:46:2901 June 2023 17、空山新雨后，天气晚来秋。8:46:29 下午8:46 下午20:46:296月-23 9、杨柳散和风，青山澹吾虑。6月-236月-23Thursday,June 1,2023 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。20:46:3020:46:3020:466/1/2023 8:46:30 PM 11、越是没有本领的就越加自
12、命非凡。6月-2320:46:3020:46Jun-2301-Jun-23 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。20:46:3020:46:3020:46Thursday,June 1,2023 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。6月-236月-2320:46:3020:46:30June 1,2023 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。01 六月 20238:46:30 下午20:46:306月-23 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。六月 238:46 下午6月-2320:46June 1,2023 16、业余生活要有意义，不要越轨。2023/6/1 20:46:3020:46:3001 June 2023 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。8:46:30 下午8:46 下午20:46:306月-23MOMODA POWERPOINTLorem ipsum dolor sit amet,consectetur adipiscing elit.Fusce id urna blandit,eleifend nulla ac,fringilla purus.Nulla iaculis tempor felis ut cursus.感 谢 您 的 下 载 观 看专家告诉演讲完毕，谢谢观看！