预紧式安全带对乘员的保护效果研究

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1、学校代号10532学号S12021068分类号U461.91密级公开硕士学位论文预紧式安全带对乘员的保护效果研究学位申请人姓名邓淯方培养单位机械与运载工程学院导师姓名及职称曹立波教授学科专业机械工程研究方向汽车安全论文提交日期2015年05月20日学校代号：10532学号：S12021068密级：公开湖南大学硕士学位论文预紧式安全带对乘员的保护效果研究学位申请人姓名：邓淯方导师姓名及职称：曹立波教授培养单位：机械与运载工程学院专业名称：机械工程论文提交日期：2015年05月20日论文答辩日期：2015年05月28日答辩委员会主席：龚金科教授Research

2、ontheprotectiveeffectofpretensioningseatbeltsforoccupantbyDENGYuFangB.E.(Chang'anUniversity)2012AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofScienceinMechanicalEngineeringintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorProfessorCAOLiboMay，2015湖南大学学位论

3、文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡＾献的个人和集体，均己在文中＾明确方式标明。本人完全意识到本声明的＾＾法律后果由本人承担。：化年／月作者签名：曰期山文曰学位论文版权使用授权书＇、本学位论文作者完全了解学校有关保留使用学位论文的规定，同意争校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文彼查阅和借阅。本人授权湖南大学可臥将本学位论文的全部

4、或部分内容编入有关数据库进行检索，可料采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇巧本学位论文。本学位论文属于１、。保密□，在年解密后适用本授权书２、不保密囚。‘‘’（请在臥上相应方框内打小）作者签名：凌為曰期：化年日导师签名：皮曰期：心化年＾月芝曰预紧式安全带对乘员的保护效果研究摘要在交通事故发生时，汽车安全带是最重要的乘员保护装置。为保证乘员的舒适，安全带在正常佩戴时总会存在一定的织带松弛量，这会降低乘员约束系统的保护效果。预紧式安全带能够有效地消除织带松弛量，其中较广泛地被使用的是火药式卷收器预紧、带扣预紧等类型。

5、随着技术的革新，双级预紧器逐渐被汽车公司提出，一些文献表明：相对于传统单边预紧安全带，双级预紧器能够提高乘员的约束效率，并对减小乘员下潜风险以及改善大腿损伤起到重要作用。基于此，本文提出了一种新型双边预紧器，能够在单预紧器的基础上实现双级预紧器的功能。进一步，通过对该双边预紧、卷收器预紧、带扣预紧三种预紧方式展开仿真对比研究，以评价这三种预紧器的性能特点。具体研究内容如下：1、提出了新型双边预紧结构并利用CATIA对其进行了概念设计，再基于MADYMO建立与验证了正碰驾驶员侧约束系统模型，在此基础上分别建立双边预紧、带扣预紧和卷收器预紧的安全带模型，对比分

6、析了三者的性能参数和在典型碰撞工况中乘员RIDE-DOWN能量效率及损伤响应情况。2、基于三种预紧安全带对安全带织带刚度、预紧开始时刻、安全带上挂点高度、腰带位置四个参数进行正交试验设计，并采用极差分析的方法对比分析了这四个参数对三种预紧式安全带作用下的乘员保护效果的影响。3、建立基于MADYMO主动人体模型的约束系统模型，分别在正常工况和危险工况下，对比研究三种预紧器作用下人体模型的腹部损伤情况。结果表明，卷收器预紧受到预紧力大小的限制使得约束效能有限，而双边预紧器及带扣预紧器可以通过增大预紧力来提高预紧量及预紧效率，且RIDE-DOWN能量效率高，也有

7、利于减小大腿力。带扣预紧器能较大地减小胸部压缩量，而双边预紧器作用下的乘员整体保护效果最好，带扣预紧器其次，卷收器预紧最差。另外，对于不同的预紧式安全带，影响其对乘员保护效果的参数最优水平值均有所不同，该研究能为不同预紧式安全带在约束系统中的更好匹配提供参考。正常工况下预紧类型对乘员腹部损伤影响小，正确地佩戴安全带以及约束系统较好的匹配能够很好的改善腹部损伤；危险工况下双边预紧安全带能够减小乘员下潜风险，其腹部保护效果比其余两种预紧方式好，此外，带扣预紧安全带作用下的乘员腹部损伤风险比卷收器预紧安全带要小。本文的研究结果对改进现有预紧方式以及开发新的预紧器

8、具有一定指导意义。关键词：预紧安全带；双边预紧；仿真对比研究；乘员