基于Knee Mapping的膝部碰撞區(qū)域碰撞試驗(yàn)仿真分析

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1、分類號：密級：UDC：編號：201331206012河北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文基于KneeMapping的膝部碰撞區(qū)域碰撞試驗(yàn)仿真分析論文作者：劉珊學(xué)生類別：全日制專業(yè)學(xué)位類別：工程碩士領(lǐng)域名稱：車輛工程指導(dǎo)教師：石維佳職稱：教授DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofVehicleEngineeringSIMULATIONANDANALYSISOFTHEKNEEINSPECTIONAREAIMPACTTESTBASEDONKNEEMAPPINGbyLiuShanSuperv

2、isor:Prof.ShiWeijiaMay2016原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下，進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本學(xué)位論文不包含任何他人或集體已經(jīng)發(fā)表的作品內(nèi)容，也不包含本人為獲得其他學(xué)位而使用過的材料。對本論文所涉及的研究工作做出貢獻(xiàn)的其他個人或集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明的法律責(zé)任由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者簽名：日期：關(guān)于學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)的說明本人完全了解河北工業(yè)大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用學(xué)位論文的以下規(guī)定：學(xué)校有權(quán)采用影印、縮印、掃描、數(shù)字化或其它手段保存論文；學(xué)校有權(quán)提供本學(xué)位論文全文

3、或者部分內(nèi)容的閱覽服務(wù)；學(xué)校有權(quán)將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索、交流；學(xué)校有權(quán)向國家有關(guān)部門或者機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版。（保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)說明）學(xué)位論文作者簽名：日期：導(dǎo)師簽名：日期：摘要目前國內(nèi)汽車安全法規(guī)以及C-NCAP中由于對假人身體部位調(diào)整有嚴(yán)格的規(guī)定，使得在汽車碰撞試驗(yàn)中假人膝部與儀表板的接觸位置可以提前預(yù)知。而真實(shí)駕駛環(huán)境中乘員的腿部位置存在很大的隨機(jī)性，這便使得碰撞試驗(yàn)中膝蓋和大腿的測試結(jié)果并不完全準(zhǔn)確。2011年6月EuroNCAP發(fā)布的《KneeMapping滑車試驗(yàn)規(guī)程》是對EuroNCAP評價體系的一項(xiàng)重要補(bǔ)充

4、，KneeMapping測試程序通過劃分膝部碰撞檢查區(qū)的方法對乘員大腿膝部傷害進(jìn)行更全面的評價。與此同時，中國的汽車安全法規(guī)發(fā)展有待完善，KneeMapping試驗(yàn)程序的引入將是必然趨勢，并且對于國產(chǎn)的出口車型，若想提高在EuroNCAP中膝蓋和大腿獲得滿分的幾率，則必須進(jìn)行KneeMapping試驗(yàn)。本文主要對KneeMapping的試驗(yàn)程序進(jìn)行仿真模擬，為相關(guān)汽車廠家提供借鑒與指導(dǎo)。本文按照EuroNCAP中KneeMapping試驗(yàn)法規(guī)進(jìn)行膝部碰撞試驗(yàn)。選取正面偏置碰撞結(jié)果滿足KneeMapping試驗(yàn)條件的實(shí)車，確定其膝部碰撞點(diǎn)，并依據(jù)碰撞點(diǎn)位置劃分膝部碰撞區(qū)，對

5、碰撞區(qū)內(nèi)的相關(guān)結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢查，將具有硬度大、造型尖銳、位置突出特性的結(jié)構(gòu)列為潛在危險結(jié)構(gòu)，并對此類結(jié)構(gòu)進(jìn)行KneeMapping試驗(yàn)，即通過調(diào)整假人腿部位置使膝部能夠與預(yù)定危險結(jié)構(gòu)發(fā)生穩(wěn)定碰撞，分析膝部大腿傷害值，確定目標(biāo)結(jié)構(gòu)能否對乘員造成傷害。本文主要工作任務(wù)為搭建與實(shí)車對應(yīng)的滑車有限元模型，包括車身結(jié)構(gòu)以及約束系統(tǒng)等部件，確保危險結(jié)構(gòu)的位置與實(shí)車一致，并通過調(diào)用HybridⅢ男性假人完成仿真實(shí)驗(yàn)。為確?；囋囼?yàn)結(jié)果能夠代表實(shí)車試驗(yàn)結(jié)果，將約束系統(tǒng)的仿真曲線與試驗(yàn)曲線以及假人身體部位傷害值的仿真曲線與試驗(yàn)曲線進(jìn)行對標(biāo)分析，驗(yàn)證滑車模型的有效性。確定模型真實(shí)有效后，利用該模

6、型對KneeMapping試驗(yàn)進(jìn)行仿真分析。通過對KneeMapping試驗(yàn)的仿真，確定危險結(jié)構(gòu)共三處——轉(zhuǎn)向管柱防塵罩左上部的螺栓孔、轉(zhuǎn)向管柱調(diào)整機(jī)構(gòu)以及旋鈕操作臺對乘員大腿膝部的傷害值均超過了減分限值，會在碰撞過程中對乘員造成傷害。為了提高整車安全性，同時避免減分，在仿真模型中對這三個結(jié)構(gòu)提出最簡優(yōu)化方案，降低乘員大腿膝部傷害值。同時，對同類問題分析研究，提出其它在實(shí)車中可行方案，最終達(dá)到指導(dǎo)設(shè)計(jì)開發(fā)的目的。關(guān)鍵詞：EuroNCAP滑車試驗(yàn)膝部碰撞KneeMapping大腿傷害IABSTRACTInC-NCAPandAutosafetyregulationsthelo

7、cationofthekneeimpactsitesisthereforehighlypredictable,andthereisadangerthatthecardesignmaybetunedtoprovidegoodresultinthisonesetofkneeimpactlocations.Therewouldbeariskthatifdummyresultwerereliedontoadvicetheconsumerabouthazardsinthekneeimpactarea,therealdrivermight