基于人体损伤的中低速碰撞气囊点火时间标定策略研究

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如今汽车安全气囊的普及在一定程度上减少了交通事故中乘员的伤亡率,但是国内汽车厂商多采用外资供应商的安全气囊,并且其点火标定策略多根据国外法律法规以及交通事故现状进行制定,产品进入国内市场后并未针对我国国情进行重新标定,导致安全气囊误作用频繁发生。安全气囊误作用对车内乘员生命财产安全产生较大威胁,因此本文根据国内交通事故现状以及相关法律法规,基于人体损伤,对目前国内采用的气囊标定矩阵进行可行性验证,并针对现有标定策略的不足提出修改建议。本文主要针对常用的气囊标定策略进行研究,主要工作和研究内容如下:(1)首先对人体损伤机理、耐受限度、我国正面碰撞法规以及C-NCAP正面碰撞中的评价标准进行介绍,为后文的乘员损伤提供评判依据。(2)建立了丰田Yaris车型56km/h车速下的100%正面刚性壁碰撞的有限元模型,并建立了该车型驾驶舱的乘员MADYMO约束系统模型,并根据试验数据对模型的可靠性以及准确性进行验证。结果显示上述模型可靠性以及准确性较高,可用于下一步研究工作。(3)为验证目前广泛采用的气囊标定矩阵的有效性,根据其规定气囊点火车速阈值区间为21-26km/h,本文建立了25km/h车速碰撞下的仿真模型。将气囊不点火乘员所受伤害值与气囊点火后乘员的最小伤害值进行对比分析,确定25km/h车速下气囊不应点火。常用标定气囊矩阵有一定局限性,并不适用于该车型,应对常用标定矩阵进行调整。(4)为探究合理的气囊标定矩阵,确定该车型正面碰撞气囊点火的车速阈值,对比该车型的多个车速下的气囊不同点火状态对驾驶员造成的伤害值,得到该车型点火车速阈值应为35km/h,此车速碰撞时气囊点火后对头部的保护效果明显。合理的车速阈值能够有效降低中低速碰撞下气囊误作用的发生,提高整车安全性以及经济维修性。(5)为进一步完善气囊标定矩阵,确定多工况下的最佳点火时间,对该车型进行不同碰撞车速以及不同气囊点火时间的仿真分析,通过详细对比所受伤害、分析伤害变化趋势,得到该车型在35km/h车速正面碰撞下,气囊最佳点火时间为碰撞发生后28ms;在40km/h车速正面碰撞下,气囊最佳点火时间为碰撞发生后26ms;在45km/h车速正面碰撞下,气囊最佳点火时间为碰撞发生后24ms。
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