基于仿真分析的汽车侧面气囊参数优化设计

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1、ISSN1674-8484汽车安全与节能学报,2010年,第1卷第3期04/13CN11-5904/UJAutomotiveSafetyandEnergy,2010,Vol.1No.3195—199基于仿真分析的汽车侧面气囊参数优化设计马春生，张金换，胡经耀，黄世霖（清华大学汽车工程系，汽车安全与节能国家重点实验室，北京100084）摘要：侧面气囊对于提高汽车侧面碰撞中的乘员保护效能有重要作用。采用PAM-CRASH软件建立了包含约束系统模型在内的整车侧面碰撞有限元(FE)模型，并通过仿真计算和试验结果的比较验证了模型的有效性。对某轿车的侧面安全气囊泄气面积、气体质量流量

2、、几何尺寸等参数进行了优化设计。优化设计后该车在“中国新车评价程序”（C-NCAP）侧面碰撞中胸部得分从0分提高到1.8分。关键词：汽车侧面碰撞；侧面气囊；优化设计；仿真；PAM-CRASH软件中图分类号：U491.6；TB24OptimizationdesignofsideairbagbasedonsideimpactsimulationMAChunsheng,ZHANGJinhuan,HUJingyao,HUANGShilin(StateKeyLaboratoryofAutomotiveSafetyandEnergy,DepartmentofAutomotiveEng

3、ineering,TsinghuaUniversity,Beijing100084,China)Abstract:Sideairbagplaysanimportantroleinimprovingoccupantprotectioninvehiclesideimapct.Thewholevehiclefiniteelement(FE)modelforsideimpactwasdevelopedwiththesoftwareofPAM-CRASHbyESIGroup.TheFEmodelwasvalidatedbycomparingthesimulationandtestre

4、sults.Theoptimizationmethodofsideairbagparameterswasdiscussedbasedonsimulation.Theleakagearea,inflatorgasflowrateanddimensionofsideairbagonapassengercarwereoptimized.Upontheimprovement,theC-NCAP(ChinaNewCarAssessmentProgram)ratingscoreofthoraxonthecarisimprovedfrom0to1.8.Keywords:vehiclesid

5、eimpact;sideairbag;optimizationdesign;simulation;softwareofPAM-CRASH[3]汽车侧面碰撞是发生频率高、致死率和致伤率撞乘员保护性能是其主要评价项目之一。都较大的交通事故形式，事故统计数据表明世界上大为了提高侧面碰撞中对乘员的保护水平，也为了能[1]约30％的严重交通事故都与侧面碰撞有关。为增在NCAP评价中获得更高得分，除了需要对车身的侧加侧面碰撞发生时对乘员的保护，各国相继制定了侧面结构和内饰件进行优化设计，越来越多的车辆采用了面碰撞法规和高于法规要求的新车评价程序（newcar侧面安全气囊和侧面气帘来提

6、高乘员侧面碰撞保护效[4]assessmentprogram，NCAP），中国于2006年开始实施果。同时，随着计算机软硬件和现代计算力学的发展，[2]《GB20071-2006汽车侧面碰撞的乘员保护》法规，同计算机辅助工程（computeraidedengineering，CAE）迅年中国汽车技术研究中心推出了“中国新车评价程序”速发展，在汽车产品设计开发中发挥越来越重要的作（ChinaNewCarAssessmentProgram，C-NCAP），侧用，基于仿真分析的汽车安全性设计能够有效缩短开收稿日期：2010-02-10基金项目：国家“八六三”高技术项目（2006

7、AA110102）作者简介：马春生（1979—），男（汉），河南，助理研究员。E-mail:machunsheng@tsinghua.edu.cn196汽车安全与节能学报汽车安全与节能学报20102010年第1卷第3期发时间、显著降低开发成本。提供的模型，模型经过零部件和整体级别的标定和验在侧面碰撞的NCAP评价中，胸部是比较难得证，具体的验证过程在软件的使用手册中有详细描述[7]分的部位。胸部的最高得分为4分，最低得分为0分，，如图1所示。采用高性能限值和低性能限值来计算。高性能限值和整车模型各个部分的单元和节点数如表1所示