汽車安全技術(shù)汽車碰撞安全性設(shè)計概要演示文稿

汽車安全技術(shù)汽車碰撞安全性設(shè)計概要演示文稿目前一頁\總數(shù)三十五頁\編于九點3.1概述汽車碰撞安全性問題分兩種情況：①新汽車產(chǎn)品的碰撞安全性設(shè)計問題②已有汽車產(chǎn)品的碰撞安全性改進(jìn)問題

新設(shè)計有充分的設(shè)計空間

改進(jìn)設(shè)計更有挑戰(zhàn)性目前二頁\總數(shù)三十五頁\編于九點研究方法發(fā)展：經(jīng)驗法、試驗法、分析法⒈經(jīng)驗法：單純憑直覺和經(jīng)驗進(jìn)行碰撞安全性設(shè)計和改進(jìn)的方法稱為經(jīng)驗法。①直覺是通過多次相關(guān)經(jīng)驗積累產(chǎn)生的；②經(jīng)驗法以大量汽車碰撞事例為基礎(chǔ)。目前三頁\總數(shù)三十五頁\編于九點⒉汽車碰撞試驗方法：主要是通過模擬汽車碰撞事故中的一些典型的和重要的碰撞過程來獲取對不同結(jié)構(gòu)緩沖吸能特性認(rèn)識，實質(zhì)上是通過人為碰撞事件在短時間內(nèi)獲取足夠多經(jīng)驗的一種“經(jīng)驗法”。

試驗過程和實際碰撞有區(qū)別。

目前四頁\總數(shù)三十五頁\編于九點作用：①研究結(jié)構(gòu)的緩沖吸能特性②檢驗汽車零部件能否滿足汽車碰撞安全性

特點：①受試驗方法和裝備的先進(jìn)性的影響②用真實物體在真實碰撞條件下試驗?zāi)壳拔屙揬總數(shù)三十五頁\編于九點⒊數(shù)學(xué)分析方法（仿真法）：主要是應(yīng)用數(shù)學(xué)和力學(xué)工具進(jìn)行汽車碰撞過程的分析方法。解析法、多剛體動力學(xué)法、有限元法等。特點：①可以節(jié)省碰撞試驗次數(shù)，成本低、周期短②可以進(jìn)行危險的實驗?zāi)M。仿真是建立相應(yīng)物理系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型在計算機上解算的過程。數(shù)學(xué)模型是仿真的基礎(chǔ)。目前六頁\總數(shù)三十五頁\編于九點3.2經(jīng)驗法和試驗法⒈經(jīng)驗法：

經(jīng)驗法不需要很深的的理論和很高技術(shù)水平，是一種創(chuàng)造。

經(jīng)驗法是最直接的設(shè)計方法，但往往不完善，需要輔以其他方法，將直接經(jīng)驗轉(zhuǎn)化為科學(xué)、使用、可靠的產(chǎn)品設(shè)計。目前七頁\總數(shù)三十五頁\編于九點經(jīng)驗法的例子-安全帶的發(fā)明

汽車安全帶挽救了無數(shù)人的生命，是對行車安全的一項重要貢獻(xiàn)。美國安全榮譽紀(jì)念館于近期接納了三點式安全帶的發(fā)明人尼·波林。

尼·波林原是一名飛機設(shè)計師，1958年他到底特律沃爾沃汽車公司工作。在考慮汽車遇到緊急剎車或碰撞事故時，如何能使司機、乘客牢牢地固定在坐位上，以抵擋住猛烈撞擊不受傷害時，他認(rèn)為，用皮帶一邊橫跨胸部，一邊橫跨腰下臀部，從同一固定點由上往下緊扣，能固牢整個人體。這即是今日人們早已熟知的三點式汽車安全帶。

1963年，沃爾沃汽車公司把尼·波林的三點式汽車安全帶注冊，并在自產(chǎn)的汽車上裝配。同時，沃爾沃還把安全帶發(fā)明，免費提供給其他企業(yè)使用，以推廣這項保護(hù)生命的發(fā)明。目前八頁\總數(shù)三十五頁\編于九點經(jīng)驗法的例子-安全氣囊的發(fā)明1953年8月18日，美國人約翰，赫特里特獲得了“汽車緩沖安全裝置”的美國專利。赫特里特是一位自學(xué)成才的賓夕法尼亞州工程師，他在1952年的一次事故后，萌發(fā)了設(shè)計撞車安全裝置的想法。在這次事故中，他為躲避一個障礙物而猛打方向盤進(jìn)行制動，他和妻子都用手臂本能地保護(hù)坐在前座中間位置上的女兒。這次事故后他意識到必須有一個更好的方法來保護(hù)乘員，兩周之后他繪好了設(shè)計圖紙交給了代理人，這份圖紙確定了今天安全氣囊的雛型。目前九頁\總數(shù)三十五頁\編于九點⒉試驗法：

試驗法是一種直接客觀的設(shè)計與驗證方法。目的是再現(xiàn)實際道路上的車輛碰撞事故并對其研究。特點：需要特定的碰撞試驗設(shè)施，牽引機構(gòu)、障礙壁、電測量系統(tǒng)、高速攝影測量系統(tǒng)、測試用假人。目前十頁\總數(shù)三十五頁\編于九點碰撞試驗：正面碰撞車車偏置碰撞固定壁實車碰撞試驗移動壁側(cè)面碰撞翻車追尾碰撞

臺車模擬模擬碰撞試驗臺架模擬靜態(tài)模擬碰撞試驗?zāi)壳笆豁揬總數(shù)三十五頁\編于九點碰撞試驗的作用：⑴對比優(yōu)選多方案中選優(yōu)、改進(jìn)研究、影響因素對比；⑵安全性評估直接測出結(jié)果，對設(shè)計、改進(jìn)及產(chǎn)品的安全性評價；⑶輔助設(shè)計與改進(jìn)輔助設(shè)計和改進(jìn)的手段。碰撞性試驗是破壞性實驗，成本高、耗費時間大、試驗結(jié)果和過程的瞬時性目前十二頁\總數(shù)三十五頁\編于九點3.3數(shù)學(xué)分析法⒈解析法⒉多剛體動力學(xué)法⒊有限元法⒋仿真：汽車碰撞力學(xué)仿真目前十三頁\總數(shù)三十五頁\編于九點⒈解析法⑴建立碰撞力學(xué)模型及求解方法的分析⑵簡單模型的精確分析⑶汽車結(jié)構(gòu)設(shè)計初期的碰撞概算優(yōu)勢：建立分析模型目前十四頁\總數(shù)三十五頁\編于九點⒉多剛體動力學(xué)法⑴多體分析力學(xué)多剛體動力學(xué)多柔體動力學(xué)⑵計算多體系統(tǒng)動力學(xué)①基于拉格朗日方程②多剛體系統(tǒng)動力學(xué)③剛-柔混合多體系統(tǒng)動力學(xué)

計算機多體動力學(xué)分析軟件—研究航天器、機器人等的基礎(chǔ)目前十五頁\總數(shù)三十五頁\編于九點目前十六頁\總數(shù)三十五頁\編于九點⒊有限元法20世紀(jì)80年代發(fā)展和完善的計算方法

目前十七頁\總數(shù)三十五頁\編于九點目前十八頁\總數(shù)三十五頁\編于九點目前十九頁\總數(shù)三十五頁\編于九點目前二十頁\總數(shù)三十五頁\編于九點目前二十一頁\總數(shù)三十五頁\編于九點目前二十二頁\總數(shù)三十五頁\編于九點10ms時的碰撞變形目前二十三頁\總數(shù)三十五頁\編于九點40ms時的碰撞變形目前二十四頁\總數(shù)三十五頁\編于九點目前二十五頁\總數(shù)三十五頁\編于九點分析軟件：DYNA3D（LS-DYNA3D、OASYS-DYNA3D）美國及英國早期應(yīng)用廣泛PAM-CRASH起源法國，早期歐洲應(yīng)用較多三維造型和分析軟件UGCATIA目前二十六頁\總數(shù)三十五頁\編于九點碰撞安全分析工程師結(jié)構(gòu)碰撞分析乘員保護(hù)分析安全開發(fā)熟悉汽車碰撞安全基本原理和相關(guān)法規(guī)；熟悉碰撞安全分析相關(guān)軟件（Hypermesh，LS-DYNA，MADYMO，PAM-CRASH）的應(yīng)用目前二十七頁\總數(shù)三十五頁\編于九點3.4汽車碰撞安全性設(shè)計⒈整車?yán)硐肱鲎蔡匦寓趴v向碰撞理想特性①保證足夠生存空間，不產(chǎn)生過大變形；②乘坐室外的車體結(jié)構(gòu)盡可能變形，合理吸收碰撞能量⑵側(cè)面碰撞理想特性①車門和立柱盡可能大的剛性，變形要?。虎谲囬T內(nèi)板應(yīng)柔軟目前二十八頁\總數(shù)三十五頁\編于九點⒉碰撞安全性的反推設(shè)計法碰撞界面→緩沖吸能系統(tǒng)→安全區(qū)保護(hù)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)→轉(zhuǎn)向盤與內(nèi)飾系統(tǒng)→安全氣囊系統(tǒng)→→安全帶和安全座椅系統(tǒng)→人體響應(yīng)←安全法規(guī)目前二十九頁\總數(shù)三十五頁\編于九點3.5碰撞吸能結(jié)構(gòu)的設(shè)計⒈焊點與吸能焊接強度、焊接形式的因素目前三十頁\總數(shù)三十五頁\編于九點a)焊點開裂，彎折變形

b)焊點未開裂，產(chǎn)生充分皺褶變形目前三十一頁\總數(shù)三十五頁\編于九點⒉壁厚與吸能壁厚太小不具備吸能條件壁厚太大不容易變形吸能壁厚對碰撞變形吸能特性的影響：⑴碰撞產(chǎn)生的最大阻力不同壁厚小最大阻力小，壁厚大最大阻