基于Knee Mapping的膝部碰撞区域碰撞试验仿真分析

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1、分类号：密级：UDC：编号：201331206012河北工业大学硕士学位论文基于KneeMapping的膝部碰撞区域碰撞试验仿真分析论文作者：刘珊学生类别：全日制专业学位类别：工程硕士领域名称：车辆工程指导教师：石维佳职称：教授DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofVehicleEngineeringSIMULATIONANDANALYSISOFTHEKNEEINSPECTIONAREAIMPACTTESTBASEDONKNEEMAPPINGbyLiuShanSuperv

2、isor:Prof.ShiWeijiaMay2016原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文不包含任何他人或集体已经发表的作品内容，也不包含本人为获得其他学位而使用过的材料。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人或集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：日期：关于学位论文版权使用授权的说明本人完全了解河北工业大学关于收集、保存、使用学位论文的以下规定：学校有权采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供本学位论文全文

3、或者部分内容的阅览服务；学校有权将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流；学校有权向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：日期：导师签名：日期：摘要目前国内汽车安全法规以及C-NCAP中由于对假人身体部位调整有严格的规定，使得在汽车碰撞试验中假人膝部与仪表板的接触位置可以提前预知。而真实驾驶环境中乘员的腿部位置存在很大的随机性，这便使得碰撞试验中膝盖和大腿的测试结果并不完全准确。2011年6月EuroNCAP发布的《KneeMapping滑车试验规程》是对EuroNCAP评价体系的一项重要补充

4、，KneeMapping测试程序通过划分膝部碰撞检查区的方法对乘员大腿膝部伤害进行更全面的评价。与此同时，中国的汽车安全法规发展有待完善，KneeMapping试验程序的引入将是必然趋势，并且对于国产的出口车型，若想提高在EuroNCAP中膝盖和大腿获得满分的几率，则必须进行KneeMapping试验。本文主要对KneeMapping的试验程序进行仿真模拟，为相关汽车厂家提供借鉴与指导。本文按照EuroNCAP中KneeMapping试验法规进行膝部碰撞试验。选取正面偏置碰撞结果满足KneeMapping试验条件的实车，确定其膝部碰撞点，并依据碰撞点位置划分膝部碰撞区，对

5、碰撞区内的相关结构进行检查，将具有硬度大、造型尖锐、位置突出特性的结构列为潜在危险结构，并对此类结构进行KneeMapping试验，即通过调整假人腿部位置使膝部能够与预定危险结构发生稳定碰撞，分析膝部大腿伤害值，确定目标结构能否对乘员造成伤害。本文主要工作任务为搭建与实车对应的滑车有限元模型，包括车身结构以及约束系统等部件，确保危险结构的位置与实车一致，并通过调用HybridⅢ男性假人完成仿真实验。为确保滑车试验结果能够代表实车试验结果，将约束系统的仿真曲线与试验曲线以及假人身体部位伤害值的仿真曲线与试验曲线进行对标分析，验证滑车模型的有效性。确定模型真实有效后，利用该模

6、型对KneeMapping试验进行仿真分析。通过对KneeMapping试验的仿真，确定危险结构共三处——转向管柱防尘罩左上部的螺栓孔、转向管柱调整机构以及旋钮操作台对乘员大腿膝部的伤害值均超过了减分限值，会在碰撞过程中对乘员造成伤害。为了提高整车安全性，同时避免减分，在仿真模型中对这三个结构提出最简优化方案，降低乘员大腿膝部伤害值。同时，对同类问题分析研究，提出其它在实车中可行方案，最终达到指导设计开发的目的。关键词：EuroNCAP滑车试验膝部碰撞KneeMapping大腿伤害IABSTRACTInC-NCAPandAutosafetyregulationsthelo

7、cationofthekneeimpactsitesisthereforehighlypredictable,andthereisadangerthatthecardesignmaybetunedtoprovidegoodresultinthisonesetofkneeimpactlocations.Therewouldbeariskthatifdummyresultwerereliedontoadvicetheconsumerabouthazardsinthekneeimpactarea,therealdrivermight