汽车膝部气囊设计与优化

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1、学兔兔www.xuetutu.com．设计开发．汽车膝部气囊设计与优化★李丽1朱西产1王晶晶2马志雄1(1．同济大学；2．北京奔驰汽车有限公司)【摘要】针对某车型建立了MADYMO车体模型和膝部气囊模型，并通过试验验证了模型的有效性利用该模型对安装与未安装膝部气囊情况下假人的运动响应和伤害值进行了仿真分析．研究了膝部气囊在正面碰撞中对假人各部位的影响。根据仿真结果，通过正交试验对初步设计的膝部气囊进行了优化设计，优化后W／C值减小了3．39％．表明膝部气囊对下肢的保护性能得到很大提升主题词：膝部气囊优化设计中图分类号：U467．1+4文献标识码：A文章编号：1000—3703(2014)01

2、—0001—06DesignandOptimizationofKneeAirbagLiLi，ZhuXichan，WangJingjing，MaZhixiong(1．TongjiUniversity；2．BeijingBenzAutomotiveCo．，Ltd)【Abstract】AutomotivebodysimulationmodelandkneeairbagmodelareestablishedbyMADYM0’andthenthesetwomodelsarevalidatedbytesLIntwocasesofwithkneeairbagandwithoutkneeairbag,dum

3、my"smotionresponseandinjuryvaluesweresimulatedandanalyzed,andtheprotectionofkneeairbagtovariouspartsofthedummyduringfrontalimpactwasstudied．Accordingtosimulationresults,thekneeairbagwithprimarydesignwasoptimizedthroughorthogonaltest,afterwhichWICdeclinedby3．39％indicatingsizeableimprovementofprotect

4、ionofthekneeairbagonthelowerlimbs．Keywords：Kneeairbag，Optimaldesign时假人头部、胸部、大腿和小腿部位的响应曲线以1前言及伤害值进行比较．研究膝部气囊在正碰中对假在车辆碰撞事故中．驾驶员和前排乘员不仅头人各部位以及对驾驶员在正面碰撞中的运动响应部、颈部和胸部容易受到伤害，同时下肢也会不同的影响．并通过正交试验法对初步设计的膝部气程度地受到伤害据统计．70％以上的大腿部位的囊进行优化。伤害发生在正碰事故中．而其中1／2的伤害指数超2模型建立与验证过AIS2级[1-3]。目前各国的正面碰撞法规都对大腿、小腿部位的伤害做出相应的规定．

5、如在C—NCAP中2．1车体模型建立以大腿力(FFC)、膝盖滑动位移、胫骨指数(TI)以及车体模型的坐标原点选择在前轴附近．此处也小腿压缩力(TCFC)等4个指标进行评分。为改善在通常作为总布置图的原点(即前轴中心线与汽车中正面碰撞测试中大腿、小腿部位的得分，各大厂商主心线的交点)。坐标系的轴指向后方。Y轴指向右要从两方面改进车型．一方面采用带有填充材料的侧，Z轴指向正上方，车体模型采用的刚体、几何外形护膝板．用以在一个更大的区域内分散接触力．减少及运动铰均根据所采用车型的实际结构确定对风下肢的伤害．但增加填充材料会减少驾驶员腿部与窗、仪表板、脚踏板、地板的数模划分网格，将网格信护膝板之间本

6、就有限的空间，降低了舒适性；另一方息导人MADYMO中．对其定义材料和属性．并支撑面安装膝部气囊(KAB)．在正碰中展开膝部气囊以在对应的铰上：座椅系统采用平面刚板(SURFACE．限制伤害的严重程度及控制下肢的运动过程．但整PLANE)进行模拟，对其定义接触特性：转向系统采车开发成本较高。用椭球(SURFACE．ELLIPSOID)进行模拟每个刚体本文基于某车型建立MADYMO车体模型。以都设有相应的质量参数以模拟整车质量车体模型该车50km／h正面100％重叠刚性壁障的加速度作刚体之间用运动铰(JOINT．)连接．根据实车碰撞中为模型输入．对安装膝部气囊与未安装膝部气囊车体的变形特点和实

7、际经验来确定铰的类型和位}基金项目：国家高技术研究发展计划(863计划)(2012AA111205)。2014年第1期学兔兔www.xuetutu.com．设计开发．置。采用Hybridm第50百分位男性假人，其在MADYMO中对应的假人模型文件是dhyb350el{—_Q—inc．xml。使用MADYMO自带的BeltFitting程序建立混合安全带．并根据该车型已有驾驶员侧安全气囊建赣霎立正碰气囊模型，最