汽车儿童座椅正面碰撞性能仿真与评价

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1、工程硕士学位论文汽车儿童座椅正面碰撞性能仿真与评价作者姓名彭炫权工程领域车辆工程校内指导教师臧孟炎教授校外指导教师罗吉良高级工程师所在学院机械与汽车工程学院论文提交日期2014年12月31日SimulationandEvaluationonFrontalCrashworthinessofChildRestraintSystemADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：PengXuanquanSupervisor：Prof.ZangMengyanSouthChin

2、aUniversityofTechnologyGuangzhou,China分类号：U491.6+1学校代号：10561学号：201221003454华南理工大学硕士学位论文汽车儿童座椅正面碰撞性能仿真与评价作者姓名：彭炫权指导教师姓名、职称：臧孟炎教授申请学位级别：工程硕士工程领域名称：车辆工程论文形式：产品研发工程设计应用研究工程/项目管理调研报告研究方向：车辆设计理论与方法论文提交日期：2014年12月31日论文答辩日期：2015年3月13日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席

3、：___彭美春_____委员：___兰凤崇______臧孟炎______陈吉清______兰涛_________摘要随着国内汽车产业的蓬勃发展，交通事故显著增加，汽车乘员的安全保护已经引起政府和汽车企业的高度重视。但目前大部分的乘员保护设计只为了保护成人，如常规汽车座椅靠垫，安全带和安全气囊，一旦发生碰撞事故，幼儿乘员基于其脆弱的生理原因，将遭受远高于成人的碰撞强度。儿童乘员约束系统，作为保护儿童、婴幼儿的车用安全设备，能有效地吸收碰撞冲击和减轻伤害，避免二次伤害。汽车儿童座椅作为儿童乘员约束系统的主要组成部分，对其碰撞性

4、能进行仿真分析和性能优化，是缩短开发周期、降低开发成本的重要手段，具有重要的工程意义。本论文以一款适用于0~1.5岁婴儿(体重不超过13kg)的G0+组国产汽车儿童安全座椅为研究对象，使用LSTC的HybridIII型6岁儿童假人有限元模型经缩放获得1.5岁儿童假人模型，建立ISOFIX型儿童座椅碰撞仿真分析有限元模型。根据ECER44法规要求，使用非线性有限元动力学分析软件LS-DYNA进行正面碰撞仿真分析。然后将儿童假人有限元模型的运动形态、头部、胸部加速度以及HIC15与对应实验结果相比较，验证儿童座椅碰撞仿真分析有

5、限元模型的有效性。研究结果表明，台车实验与碰撞仿真结果基本吻合，在确认儿童座椅碰撞仿真分析有限元模型正确性的同时，经过缩放后获得的1.5岁儿童假人有限元模型的有效性得到了保证。在此基础上，将儿童安全座椅靠背板缓冲材料EPS置换为环保材料EPP，并进行正面碰撞仿真预测，得到了靠背板缓冲材料置换后的儿童座椅仍然满足相关法规的结论。关键词：汽车儿童座椅；儿童假人；正面碰撞；有限元分析；台车试验IABSTRACTWiththerapiddevelopmentofthedomesticautomobileindustry,traff

6、icaccidentsincreasedsignificantly,whichhasattractedattentionofthegovernmentandautomobileenterprises.However,nowadaysmostoftheoccupantprotectionsystems,suchasconventionalcarseatcushions,seatbeltsandairbags,aredesignedforadultsonly.Inthiscase,childpassengersmightsuf

7、fermuchmorehurtthantheadultsduetotheirfragilebodiesinavehiclecollision.Asthecarsafetyequipmentforthechildrenandinfant,thechildoccupantrestraintsystemcanprotectthemeffectivelyinthevehiclecollisionbecauseitcanabsorbtheshockandreducethedamage,whichcanavoidsthesecondd

8、amage.Sincethechildsafetyseatisthemainpartofthechildoccupantrestraintsystem,thesimulationanalysisandtheperformanceoptimizationmighthavegreatengineerings