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1、第9卷第9期2009年5月科学技术与工程Vol19No19May2009167121819(2009)922513205ScienceTechnologyandEngineeringZ2009Sci1Tech1Engng1交通运输汽车侧面碰撞仿真工具的验证开发及应用陆善彬管欣张君媛(吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室,长春130022)摘要为了给汽车侧面碰撞安全性仿真提供必备的工具,按照GB2007122006法规对侧碰假人和移动变形壁障性能的要求,对某非商业EUROSID2Ⅱ假人进行了全面的验证并进行了修正,同时建立了汽车侧碰移动变形壁障CAD模型和相应
2、的有限元模型。以某轿车为研究对象,将假人及移动壁障模型引入整车,建立了整车2乘员2约束系统侧面碰撞仿真模型,按照GB2007122006试验要求,利用LS2dyna软件对模型进行了求解,结果显示,与试验结果取得了较好的一致,表明所建的整车2乘员2约束系统侧面碰撞计算模型的有效性同时也更真实、完整地模拟出碰撞时乘员的运动响应。关键词侧面碰撞仿真工具EUROSID2Ⅱ假人移动变形壁障+中图法分类号U467.14;文献标志码B[6]侧面碰撞事故在每个国家发生机率都很高,根响应的计算。采用有限元方法,建立带乘员及约据中国道路交通统计,2007年上半年,在我国侧面束
3、系统汽车侧面碰撞仿真模型就能更真实完整的碰撞造成了9604人死亡,占交通事故死亡总人数的模拟出乘员的运动响应,因此建立一个符合《汽车[1]26%,因此,提高对汽车侧面碰撞的保护性能的侧面碰撞的乘员保护》(GB2007122006)要求的侧研究有着重要的意义,改善汽车侧面碰撞安全性可面碰撞仿真工具即有限元假人及移动变形壁障模[2,3]以从车体侧面结构能量吸收及乘员约束系型就显得非常必要。[4—5]统两方面考虑。对于车辆侧面碰撞而言,其侧面结构强度相对较弱,可变形空间较小,对乘员的1侧面碰撞试验假人介绍伤害也较其他类型的碰撞更为严重。在车辆侧面碰撞仿真分析中,
4、由于乘员和被撞车身之间的距离为满足汽车侧面碰撞标准法规要求,在美国运非常近,人体响应滞后的时间很短,在整个碰撞过输部的支持下,美国密执安大学于1980年开发了侧程中人体的响应和车身的变形是一个相互影响的面碰撞假人SID。此外,在欧洲经济共同体试验车耦合过程,仅根据车身变形不能完全真实反应碰撞辆委员会(EEVC)的资助下,欧洲经济共同体多国中人的伤害值,也很难直接应用在正面碰撞模拟分政府和荷兰TNO联合开发了侧碰撞假人EU2析中经常使用的分离计算的方法,即先利用碰撞有ROSID。1986年EEVC组织开发侧碰假人EU2限元软件如LS2dyna计算车身变形,得
5、到相应的加ROSID2Ⅰ,为了达到世界一致化要求,EEVC于速度后再利用MADYMO软件进行约束系统和人体2000年在EUROSID2Ⅰ的基础上开发出新的侧碰假人EUROSID2Ⅱ。目前我国汽车侧碰法规中要求2009年1月14日收到“863”国家高科技计划项目采用的假人是EUROSID2Ⅰ或者EUROSID2Ⅱ假人,(2006AA110102)资助本文采用的是EUROSID2Ⅱ假人。第一作者简介:陆善彬(1978—)男,吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室讲师,博士,研究方向:汽车被动安全性。E2mail:lusb@jlu.edu.cn。2514科学技术与工
6、程9卷2EUROSID2Ⅱ有限元模型3EUROSID2Ⅱ模型标定EUROSID2Ⅱ假人的大小和质量代表———无下为了建立符合要求的假人模型,对规定的头臂的成年男子,制作假人的材料由金属和塑料骨架部、颈部、肩部、胸部、腹部、腰椎和骨盆分别进行了外罩模拟肌肉的橡胶、塑料和泡沫构成。假人的组标定仿真,本文只介绍与法规要求的伤害值相关的成主要包括头部、颈部、肩部、胸部、上臂、腰椎、腹头部、胸部、腹部和骨盆的标定仿真。根据我国靠部、骨盆、腿和外衣。建立一个有限元假人,除了熟右行驶的规定,确定假人的标定侧为左侧。练掌握有限元建模工具外,还需要具备大量的资3.1头部标定
7、模型及标定结果料,例如假人各部分尺寸,材料,及实验数据。因此头部总成从200mm高处下落在刚性平面上,建立一个假人模型需要投入大量的人力和物力。碰撞台为刚性水平面,碰撞表面与头部中分面成现建立的EUROSID2Ⅱ假人是按某非商业EU235°,以冲击假人头部上侧。由头部传感器位置的节ROSID2Ⅱ假人构造的,根据国标对假人的标定要求点输出头部的3向加速度值,通过合成加速度验证作了某些改进,如图1所示。头部模型是否合格。改变仿肌肉与头骨间的摩擦特性的办法可以调节头部加速度输出。头部标定仿真模型如图2所示。头部合成加速度经过CFC1000滤波后如图3所示,头部从
8、开始释放到接触刚性面的时间为203.2ms,在接触3.8ms后达到
