汽车碰撞安全性设计

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1、汽车碰撞安全性设计同济大学汽车学院朱西产教授13370243381zhuxichan@tongji.edu.cn汽车碰撞安全开发体系的构成碰撞安全开发体系第一层次碰撞安全设计手段碰撞安全组织机构碰撞安全开发流程硬件条件软件条件性能管理知识管理第二层次车体结构分约束系统分碰撞安全总体性能先进技术析设计部门析设计部门试验部门管控部门研究部门完整的开发体系构成的必要条件：必须在拥有全面的技术开发手段以及与之匹配的管理流程的同时，整合碰撞安全开发所有资源，形成专门的碰撞安全开发组织机构。这三个条件互相支持、缺一不可。汽车碰撞安全设计手段•静,动态试验形式:拉伸,压缩,弯曲,

2、扭转,水平/竖直冲击,等•试验零件：•安全气囊：体积,尺寸,压力,纤维面料•零部件试验•气体发生器：气罐充气,温度和质量时间曲线•安全带:强度,延伸率•内饰,方向盘,中拄,挡腿板,门饰,椅子,前后保险杠,纵梁,等.•离位试验(OOP)硬件•水平冲击(Bendix)(试验)•台车系统试验•水平台车试验(ViaSled):侧碰撞(IIHS,FMVSS214)•水平气动台车试验(HygeSled):前碰撞,后碰撞(IIHS)•水平液动司服台车试验(ServoSled):前碰撞(FMVSS208)•基准评定试验•整车碰撞试验•研发阶段试验•法规公告评定•车体结构分析:零部件

3、／整车（所有碰撞）•有限元•约束件分析：气囊（侧碰撞）•CAE(FEA)•受伤指标分析：5th%,50th%（侧碰撞）•约束件分析：气囊，安全带，方向盘，内饰（所有碰•刚体软件撞）(Madymo)•受伤指标分析：所有假人尺寸（所有碰撞）•工作经验－工程判断碰撞安全CAE仿真条件CAE分析方法及应用经验同等重要软件用途Hyperworks用于碰撞分析的前后处理PAM-SYSTEM用于碰撞分析ODBMDBLS-DYNA用于碰撞分析MADYMO用于约束系统集成及假人响应分析ellipsoidFacetQQdummydummy分析模H3ES-2块建立完整的安全开发能力——碰

4、撞安全系统集成碰撞安全性能CAE仿真分析涉及车身结构和乘员约束系统集成仿真分析等两部分内容。在新车型开发过程中，两者相互补充、相互制约，缺一不可。为车身结构开发以及约束系统设计提供有效的设计指导和性能掌控条件。CAE集成分析试验能力结构仿真分析能力约束系统分析能力安全开发＋＋=完整手段碰撞安全系统集成手段汽车碰撞安全开发流程•项目节点完成工作清理和组织•产品性能状态检查：•整车耐撞性设计状态•开发工作流程•约束系统部件匹配结果和假人相应评价指标•试验计划及资源安排•工作交付物管理•车体性能定标性能管理•零部件性能控制企业标准•性能控制标准•试验考察标准•性能设计失效

5、、产品性能稳定性失效管理标准•量产一致性管理办法•人力资源分配•开发资源整合•项目数据流向管理•试验资源管理•建模规范•整车分析•分析规范•仿真(CAE)•评价指标规范•建模规范•约束系统知识体系•分析规范(CAE)•优化DOE、稳健性分析规范•安全设计指南汽车碰撞安全开发流程建立适用于产品开发流程的碰撞安全子流程KODRLSOD概念分析阶段工程化分析阶段试验验证阶段约束系统概念分析约束系统参数设计约束系统匹配优化分析总布置空间分析及评价零部件验证分析台车试验验证分析约束系统初步配置方案确定整车模型DOE分析整车试验验证分析整车结构概念分析整车

6、结构碰撞分析整车结构碰撞优化分析碰撞安全相关总布置初步确定整车结构CAE分析及改进设计变更CAE分析参考车车身结构CAE分析……整车试验对标分析参考车车身碰撞安全评估…………车身开发定义•EuroNCAP对车身要求很高，如果车身耐撞性差，仅靠约束系统是无法实现3星级以上的安全评价的。•车身结构概念设计阶段很重要竞争车型分析车身概念设计车身结构设计碰撞安全开发流程全程嵌入产品流程，可进行精确推进以某项目为例，碰撞安全开发同步产品网络图，开展各项工作20102011201220131112123456789101112123456789101112123结

7、构仿真分析SISCODDRDCCCLS13579102468约束系统分析11131519201214161718试验2123252728222426技术评估293234303133353537车体结构CAE仿真按照碰撞安全约束系统集成CAE分析代表相互工作支持和关系流程，在各节碰撞安全性能试验碰撞安全性能技术评估点考察每项工作结果制定科学详实的碰撞试验计划，有效支持各种要求的项目开发整车试验计划规定了项目用车数量：如开发一个达C-NCAP五星的项目，需要在产品开发阶段使用40辆以上的整车进行碰撞试验以及40次以上台车试验。规定了每辆试验车辆进行的试验项目解决车辆