营运客车多形态正面碰撞安全性及评价方法研究

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1、分类号:U27;U4610710-2009122008硕士学位论文营运客车多形态正面碰撞安全性及评价方法研究李兆凯导师姓名职称申福林教授申请学位级别工学硕士学科专业名称车辆工程论文提交日期2012年5月7日论文答辩日期2012年6月8日学位授予单位长安大学ResearchonVariousFormsofFrontalImpactSafetyandtheSafetyEvaluationMethodofOperatingCoachADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：LiZhaokaiSupervisor：Prof.ShenFuli

2、nChang’anUniversity,Xi’an,Chinai摘要随着我国高等级公路网的形成，作为旅客运输的主体，公路客运发展迅猛。但随之而来的是交通事故频繁发生，人民生命财产安全受到极大损害。在伤亡最大的四种碰撞事故形态中，客车正面碰撞事故以其40%的高发率、76%的致死率和33%的致伤率而成为“潜在杀手”。汽车安全性包括主动安全性和被动安全性，而车身结构安全性属被动安全性的范畴。良好的车身结构安全性亦可减轻伤亡，对乘员起到一定保护作用。然而由于多种原因，目前国内外对客车正面碰撞的安全性研究较少，主要体现在既缺乏评价标准，又缺少试验方法。因此，开展客车结构正面碰撞安全性及评价方法研究具有重

3、要意义。本文选取客运市场上最为常见的三款车型，首先按照有限元的建模方法和规范，建立有限元模型。随后，分别研究了某6127与6123两款大型客车以20km/h、30km/h、40km/h和50km/h速度撞击刚性壁障的整车变形、吸能、整车质心加速度和驾驶区生存空间；对三款客车均引入乘员约束系统，分析了在不同约束方式和位置下的乘员损伤，其中特别研究了不同约束类型下某6127和6756型客车的乘员运动特征及损伤情况；针对实际事故中的典型碰撞形态，进行了100%正面、40%偏置和30°斜角的碰撞仿真，研究了这三种形态下的乘员损伤情况；结合大量仿真试验数据，提出客车驾驶区生存空间评价指标，进而提出基于安

4、全限值的驾驶区生存空间评价方法和基于性能评分的客车正面碰撞乘员损伤评价方法，并与正则化伤害评估值一起评价客车正面碰撞安全性。最后，针对研究中发现的不足，采取了为中型客车后部底架加装支架而提高其稳定性；设计一种传力杆件，使载荷传递得到优化；开发一种吸能装置以充分吸收碰撞能量的改进措施。三种改进措施的仿真分析结果显示，整车耐撞性得到明显改善。本文的研究结果可为客车正面碰撞仿真分析、实车试验、标准制定和开发、评价客车正面碰撞安全性提供一定的参考。关键词：客车；车身结构；正面碰撞；有限元仿真；不同速度；不同碰撞形态；安全性评价；结构改进iiAbstractWiththeformationofhigh-

5、gradehighwaynetworkinchina,roadpassengertransporthasarapiddevelopmentasthemainbodyofthepassengertraffic.However,thefollowingisthetrafficaccidentfrequency,causedgreatdamagetopeople'slifeandproperty.Inthebiggestcasualtiesofthefourcollisionaccidentform,busfrontcollisionaccidentbecomea"potentialkiller"w

6、ithitshighincidenceis40%,fatalityrateis76%,damagerateis33%.Vehiclesafetyincludingactivesafetyandpassivesafety,carbodystructuresafetyisthescopeofpassivesafety.Goodbodystructurecanreducecasualties,providingaprotectiveeffecttopassenger.However,duetoavarietyofreasons,studyonthesafetyofthebusfrontcollisi

7、onislessatdomesticandoverseaspresent,mainlyreflectsinthelackofevaluationstandardandexperimentalmethod.Therefore,ithasagreatsignificancetocarryoutstudyonbusstructurefrontalcrashsafetyandthesafetyevalua