基于行人腿部保护的保险杠吸能结构设计.pdf

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1、振动与冲击第33卷第12期JOURNALOFVIBRATIONANDSHOCK基于行人腿部保护的保险杠吸能结构设计贺岩松，杨海威，徐中明，万鑫铭。，范体强(1．重庆大学机械传动国家重点实验室，重庆400044，2．重庆大学机械工程学院，重庆400044，3．中国汽车工程研究院股份有限公司，重庆400039)摘要：建立了小腿与轿车前部的碰撞有限元模型，并运用LS—DYNA仿真求解，通过与Euro—NCAP实验结果对比，验证了有限元模型的准确性。对比分析5种截面形式的吸能板对行人的保护效果，选择了一种对行人保护效果较好的截

2、面。为优化行人保护效果，以吸能板厚度和材料屈服强度为设计变量构造全因子实验，并拟合出腿部三项伤害指标的响应面模型。采用序列：：次规划优化方法，得到对行人腿部保护较好的参数组合，为钢制吸能板的设计提供了依据。关键词：行人保护；小腿碰撞；保险杠；吸能板；响应面法中图分类号：U463文献标志码：ADOI：10．13465／j．cnki．jVS．2014．12．030BumperenergyabsorptionstructuredesignbasedonpedestrianlegprotectionHEYah—song，，YA

3、NGHal—wei，XUZhong—ming，，WANXin—ming。，FANTi—qiang(1．StateKeyLaboratoryofMechanicalTransmission，ChongqingUniversity，Chongqing400044，China；2．CollegeofMechanicalEngineering，ChongqingUniversity，Chongqing400044，China；3．ChinaAutomotiveEngineeringResearchInstituteCo．，Lt

4、d，Chongqing400039，China)Abstract：AfiniteelementmodelofcollisionbetweenacarandalowerlegofapersonwasestablishedandsimulatedwithLS-DYNA．AccordingtoEuro—NCAPregulation．themodelwasverifiedwithtests．Across-sectionprofileofasteelenergyabsorptionpanel(EAP)wasselectedbas

5、edonapedestrianprotectionperformancecomparisonoffiveforms．TakingthematerialyiehtstrengthandthethicknessofEAPasdesignvariables，afullfactorialexperimentwasconducted．Theinjuryindexresponsesurfacemodel(RSM)ofalowerlegwasfittedbasedonthetestresults．Anoptimizedparamet

6、ercombinationwasobtainedbyusingthesequentialquadraticprogrammingmethod．TheresultsprovidedaguidancefordsigningthestructureofasteelEAP．Keywords：pedestrianpl’otection；lowerlegimpact；bumper；energyabsorptionpanel；RSM根据相关调查，全球每年约有120万人在道路交性变形吸收碰撞能量设计钢制吸能板，以降低腿部在通事故中丧生

7、，其中行人等“弱势道路使用者”占到事故中的伤害。首先通过仿真实验选定一种对腿部保46％，而腿部是最容易受到伤害的部位之一。为护较好的截面，然后以吸能板厚度和材料屈服强度为降低腿部在交通事故中的伤害，国内外学者做了大量设计变量，以腿部伤害值为目标函数构造响应面模型研究，曹心强等在保险杠与纵梁之间增加橡胶进行优化求解，获得对腿部伤害最小的厚度及材料屈垫片降低了膝部弯曲角，但膝部加速度与剪切位移改服强度参数组合。善并不明显；Han等用泡沫作为吸能材料有效的降1缓冲吸能件材料选取低了胫骨加速度和膝部弯曲角，但泡沫吸能效率较低，

8、需要较大的缓冲变形空间。刘伟国等研究表明，钢在交通事故中，轿车保险杠通过撞击行人腿部对制薄壁结构作为行人保护吸能部件具有比泡沫更优的行人腿部造成伤害，碰撞过程中腿部撞击器的动吸能效果，可在较小的布置空间内，将加速度降低法规能m为要求之内。本文在以上研究的基础上，利用钢板的塑E=1／2MV2(1)保险杠吸能块吸收的能量为r基金项目：