基于新法规r129的儿童座椅侧面碰撞保护的研究

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1、基于新法规R129的儿童座椅侧面碰撞保护的研究(申请清华大学工学硕士学位论文)培养单位：汽车工程系学科：车辆工程研究生：杨帆指导教师:帆张金换教授二○一五年五月ResearchontheLateralImpactoftheChildRestraintSystemBasedonR129ThesisSubmittedtoTsinghuaUniversityinpartialfulfillmentoftherequirementforthedegreeofMasterofScienceinMechanicalEngin

2、eeringbyYangFanThesisSupervisor:ProfessorZhangJinhuanMay,2015摘要摘要欧洲经济委员会在2013年8月推出了儿童约束系统的新法规R129，将在三年缓冲期后取代现行的法规R44。我国现在使用的《机动车儿童乘员用约束系统》国家标准，其内容与R44保持一致，因此未来几年我国的相关标准也必将会与R129保持一致。在新法规中最主要的变化是增加了儿童座椅侧面碰撞保护的评价标准，因此开展相关研究势在必行。本文通过对R129法规侧撞台车试验中所规定的速度波形进行探讨，结合

3、现有减速装置的对比分析，确定了所需加速度数值的区间和脉宽大小，并发现现有用于尾撞的聚氨酯管减速系统所提供的减速区间涵盖了侧撞所需的数值范围，因此通过不同数量的聚氨酯管、不同直径的橄榄头和不同初速度的组合，成功调试出可以稳定满足侧撞试验所需的速度波形，免去了重新设计减速装置的工作。本文同时建立了完整的侧面碰撞台车试验系统，包括新法规所要求的后排座椅、门板系统和可移动ISOFIX固定端等部分。并在此系统基础上利用Q假人进行了新法规的标准侧撞试验，通过对试验过程和损伤数据的分析，明确了碰撞中儿童头部的运动规律，指出头枕

4、的大小及刚度是减少儿童头部位移和加速度峰值的关键因素之一。在开展台车试验的基础上，本文对试验过程进行了计算机模拟仿真的工作，通过对儿童座椅骨架材料、儿童安全带材料的拉伸试验，获得材料特性曲线，并通过对儿童座椅外形扫描、生成几何表面、划分有限元网格和建立MADYMO模型等步骤，建立了完整的儿童约束系统模型。通过调试计算，将仿真得到的运动过程和损伤数据与台车试验进行对标，在假人运动特点、曲线形状、峰值和脉宽等方面吻合度较高，能够有效复现台车试验特点。同时，对比了有无头枕两种情况下的仿真计算结果，分析验证了头枕在侧撞保

5、护中的作用。本文作为儿童约束系统侧面碰撞的基础性研究，完成了台车试验系统建立和验证工作，并进行了约束系统模拟仿真工作，为后续儿童约束系统侧撞保护的研究奠定了基础。关键词：儿童约束系统；侧面碰撞；聚氨酯管；台车试验；仿真IAbstractAbstractThenewregulationR129forCRSwasissuedbyEconomicCommissionforEuropeonAugust,2013,whichwouldreplacethecurrentregulationR44inthreeyearssin

6、cethen.InChina,thenationalstandardRestrainingDevicesforChildOccupantsofPower-drivenVehiclesisalmostthesamewithR44,sothestandardwillcertainlybethesamewithR129inafewyears.InR129,themostobviouschangeistheadditionoftheevaluationcriterionofthelateralimpactsledtest

7、ofthechildrestraintsystem.Basedabove,therelatedresearchisimperative.DuetothecalculationofthevelocitypulsedemandedbyR129,weacquiretherangeofthevalueandthepulsewidthofthedeceleration.Accordingtothecomparisonofdifferentkindsofdecelerationdevices,wecanfindthatthe

8、PUtubesforrearimpactcoverstherangeofthevalueandthepulsewidthofthelateralimpact.Inthisarticle,wefinallygetthemethodofgettingthevelocitypulsethroughtryingseveralcombinationsbyusingdifferent