基于磁流变缓冲器的汽车碰撞仿真研究.pdf

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1、第30卷第12期计算机仿真2013年12月文章编号：1006—9348(2013)12一0136—04基于磁流变缓冲器的汽车碰撞仿真研究董小闵，丁飞耀，陈孝荣(重庆大学机械工程学院，重庆4J00044)摘要：为了提高汽车被动安全性，设计吸能效率高的保险杠已成为汽车安全的主要课题之一。针对传统保险杠吸能效率低且不具备随碰撞环境自适应变化的缺点，提出了一种可应用于汽车碰撞的磁流变缓冲器结构，替代传统保险杠起到碰撞吸能的效果。运用非线性有限元软件LS—DYNA对磁流变缓冲器的缓冲性能进行仿真，并与传统汽车进行对比研究。结果表明，基于磁流变缓冲器的汽车能有效降低碰撞时产生的

2、冲击力、加速度，提高汽车的碰撞安全性。关键词：汽车安全性；磁流变缓冲器；碰撞；保险杠中图分类号：TP391．9文献标识码：BResearchonVellicleCrashSimlllationBasedonMagnetorheologicmAbsorberDONGXiao—Min，DINGFei—yao，CHENXiao—rong(Couege0fMechanicalEn矛nee血g，ChongqingUIliversity，Chon鹊ing400044，China)ABSTRACT：7roimprovethepassivesafbtyperf0册anceofcon

3、ventionalvehicles，thedesignofbumper诵thhigherenergyabsorptione壬j[iciencyhasbeeomeanimpor￡蛐ttopicforvehiclesafety．Toavoidthedisadv粕tageoftraditiona王bumperswitllworseenergyabsorptionandad印tivec印acitytocomplexcrashconditions，avehiclemagIletorheolo矛-cal(MR)collisionabsorberwaspmposedtorepla

4、cethetmditionalbumper．Thecmshtestwassimulatedbyusingthenonlinear6niteelementsoftwareIS—DYNA．ThenumericalresultsindicatethattllepmposedMRabsorbercanreducetheimpactforceandthemaximumaccelemtionwhilecomparingtothetmditionalbumper．ThecouisionsafbtyofvehicleissignificantlyiⅡlproved．。KEYWORD

5、S：Vehiclesafety；MRabsorbe。；Couision；Bumper1引言随着科技的快速发展，汽车已逐渐成为人们主要的代步工具。然而汽车保有量的增加，碰撞事故的频繁发生使人们的生命财产安全受到了严重威胁，汽车安全性也因此受到了人们的重视。为了提高汽车的安全性，早在1979年，美国国家高速公路安全管理局就开始实施并运用了新车评价体系NHTsA—NcA∥J。2006年，我国也开始实施了新车评价规程(c—NcAP)对市场上的车型进行碰撞试验检验汽车的被动安全，评价规程经2009、2012年两次调整变得更加严格足见我国对汽车被动安全的重视。汽车碰撞中，发生机

6、率最高的是正面碰撞，所以汽车的保险杠作为第一道保险屏障，其碰撞特性及吸能效率对提高汽车碰撞安全性具有重要意义。目前用于提高汽车碰撞安收稿日期：2013一02—27—136一全性的保险杠主要分为三类：自身吸能式、液压吸能式和带气囊式。自身吸能式保险杠结构简单，碰撞容易变形且不可反复使用，碰撞后需及时更换；后两种具有较好的缓冲性能，但其结构复杂，价格昂贵，且只能针对特定的碰撞条件，不具备不同碰撞环境下的自适应能力旧J。schuste通过对130篇论文和147项专利进行分析，提出具有变刚度和高吸能特性的智能缓冲系统将是保险杠未来发展的趋势"。。根据保险杠的研究现状及发展趋

7、势，本课题组提出了将磁流变缓冲器应用于汽车保险杠并申请了发明专利H1。目前关于此方面研究的文献还比较少。Davidwoo等将磁流变缓冲器应用于车辆正面碰撞以降低对乘客的伤害，仿真结果中碰撞伤害指数和峰值加速度都有所降低但改进幅度不大¨1。台湾科技大学的谢梦州采用34个brd公司的磁流变缓冲器进行了理论碰撞分析，虽有一定的缓冲效果但缓冲器不够实用灵巧MJ。基于现有研究，本课题组提出一种磁流变缓冲器的结构方案，并用其代替汽车保险杠支架进行汽车碰撞仿真，通过与传统保险杠对比结果中汽车冲击力、人体最大加速度和汽车变形量等参数，考察磁流变液缓冲器的性能。2磁流变缓冲器结构