轿车斜角碰撞后排左侧乘员损伤仿真研究

为降低后排左侧乘员在轿车60°斜角碰撞刚性壁障时的损伤程度,利用Presys建立有限元轿车、刚性障碍壁和假人整体模型,经Ls-Dyna求解计算后用Presys有限元软件分析30、40、50 km/h车速下的后排左侧乘员损伤情况。结果表明:随着碰撞车速的增高后排左侧假人头部加速度和颈部受力增大;碰撞车速为40 km/h时假人头部Y轴加速度比其他2种碰撞车速大;假人胸部加速度及加速度增幅随着碰撞车速的增加而增大。     

基于车-车碰撞仿真的驾乘人员损伤差异影响因素

为了解车-车碰撞事故中驾乘人员损伤差异影响因素,首先运用PC-Crash软件再现一例真实交通事故,通过分析面包车驾驶员的运动学及损伤响应,验证了其仿真车内乘员损伤的有效性,然后设计了包含6组车速、12个碰撞位置的72次试验,并通过仿真获得人体损伤数据,利用作图法分析所得数据.结果表明:当且仅当车速大于等于50 km/h时,驾乘人员头、胸、腿等部位的损伤才会出现明显差异,且差异程度随碰撞车速增加而增大;当车速大于50 km/h且碰撞位置在被撞车辆左侧或右侧前方时,驾乘人员各部位损伤差异最明显,其中又以腿部损伤最为突出,且靠近撞击侧乘员的损伤更严重.研究成果将为更好地利用损伤认定驾乘关系提供支持.     

Pc-Crash中2种车辆侧滑事故仿真方法对比研究

为研究Pc-Crash软件中Sequence模块与驾驶模型2种车辆侧滑事故仿真再现方法间的互通性,根据2种车辆侧滑事故仿真再现方法流程,分别再现同一典型单车侧滑事故,对比特定时刻及仿真全过程的输出参数值。结果发现,在0.967 s时,用不同方法所得车速、车头朝向、速度方向及车辆位置接近;2.780 s(仿真结束)时,除车速误差达2 km/h外,其他参数值均较接近;全过程仿真中,轮胎侧向力、横摆角速度、行驶速度、车头朝向等参数随时间变化曲线表明2种方法有很好的一致性;但因2种方法均通过调整轮胎转角控制车辆运动,故轮胎转角随时间变化规律存在明显差异。结果表明,2种车辆侧滑事故仿真再现方法具有良好的互通性。     

骑车人躯干姿态对头部损伤影响研究

为研究电动二轮车与SUV正面碰撞事故形态中,骑车人头部损伤指标(HIC)与躯干横摆角、前倾角及参与方碰撞速度的关系,基于MADYMO软件验证后的运动型多用途车(SUV)与电动二轮车多刚体模型设计仿真试验。结果表明:骑车人HIC值随躯干横摆角的增大逐渐减小;电动二轮车车速不超过15 km/h或SUV车速超过50 km/h时,骑车人HIC值随躯干前倾角的增大逐渐减小;电动二轮车车速超过15 km/h或SUV车速不超过50 km/h时,骑车人HIC值随躯干前倾角的增大先增大后减小;提前同时增大骑车人躯干横摆角和前倾角可降低骑车人头部损伤程度。     

自适应滑模控制器的EPS侧风反向控制研究

为了研究在侧风影响下汽车正向助力转向偏移过大而威胁驾驶员行车安全的问题,提出一种将反向助力和自适应滑模控制器相结合的控制方法。该方法通过驾驶员转矩和汽车车速的配比设计反向助力特性曲线,并利用自适应滑模电机控制器控制电机输出助力转矩,使汽车在转向过程中,增加了驾驶员转向的阻尼感,也同时提高了驾驶员对转向电机的实时操纵性。将其应用到汽车EPS系统中,仿真结果表明,在不同的车速、风速下,采用反向控制策略不仅减小了方向盘角度、齿条位移,还减小了汽车横摆角速度,可以显著地改善汽车行驶的稳定性和安全性。     

轿车与行人事故重建的参数敏感性研究

为确定轿车与行人事故再现系统中各参数的敏感性,从PC-Crash软件中提取9个参数,设计正交试验,运用灰色关联度分析方法,分别获得影响轿车、行人停止位置的参数敏感性排序,按是否使用敏感性排序结果,对一起真实人车碰撞事故进行2次重建,验证试验结果的可信性与可靠性。结果表明:对再现结果有显著影响的参数为轿车碰撞时车速、行人速度、碰撞时轿车方向盘转向角、碰撞时轿车行驶方向和人体与地面摩擦因数;针对性地调整这些参数,能够明显降低各参与方的最终位置误差,并提升人车事故重建速度和与实际事故的拟合度。     

确保冬季行车安全

冬天雪大路滑 ,给司机安全行车带来不便。那么 ,怎样才能实现冰雪路面安全行车呢 ?首先必须树立牢固的安全意识 ,只要手把方向盘 ,心中就要时刻想着安全 ,要使自己开出去的车不管到哪里都一定是安全的。其次是出车前确认 ,坚决不开带病车。尤其是刹车、转向、灯光必须有效 ,踩一脚刹车 ,左右打打方向盘 ,看是否失灵 ,大灯、小灯是否齐全 ,这样在运行中才能有把握。第三是严格执行交通法规。在冰雪路面上速度要慢 ,尽量少踩或不踩刹车 ,用交换挡位来控制车速 ,没有把握不能超车和会车。转弯时车速要慢 ,不能急打方向盘。会车要避让 ,不能争道…     

基于改进驾驶员模型的车道保持控制模型

为解决传统车道保持系统控制精度较差、驾驶员模型对大曲率道路适应性不足的问题,对传统预瞄加速度驾驶员模型非零频率点进行泰勒展开以改进模型;利用驾驶模拟器试验数据和快速傅里叶方法(FFT)研究双移线道路下的主要转向频率,并搭建Simulink/Car Sim联合仿真模型以验证改进前后驾驶员模型的双移线路径跟踪精度。仿真试验表明:改进后模型的横向位移误差比改进前明显减小,车速为60、70和80 km/h时的最大横向位移误差比改进前分别降低了0.2、0.15和0.11 m;与常规道路人工势场车道保持系统的对比,改进驾驶员模型能够更好地控制车辆跟随期望路径行驶,体现出良好的车道保持能力。     

美国侧面碰撞规程下轿车变形侵入仿真研究

为更好地分析汽车侧面碰撞过程中驾乘人员安全,根据美国联邦机动车安全法规FMVSS214碰撞要求,采用显式有限元分析软件LS-DYNA详细建立了某公司轿车有限元整车模型和可变形移动壁障有限元模型,研究了美国侧面碰撞规程下可变形移动壁障以54 km/h速度撞击轿车侧面的变形侵入过程仿真模拟和轿车侧面车门不同水平级的变形侵入对乘员损伤程度的影响。结果表明:有限元模拟结果与实车碰撞试验结果吻合较好,模型可信;轿车车门中部位置对驾乘人员损伤影响最大,乘员损伤AIS值接近3(严重损伤);参数加权平均变形侵入量能较好的反映车辆侧面碰撞下车身侧围的变形侵入情况。     

桥上轿车并行超车的风致安全评价及横向运动控制

为厘清并行超车过程中“风-车-桥”的气动交互干扰及其对轿车侧风稳定性的影响,采用空气动力学与系统动力学耦合方法建立了侧风环境下桥上轿车分别超轿车和货车的风致安全评价模型,揭示了轿车超车过程中气动侧力和气动横摆力矩的变化规律及作用机理,基于线性二次最优控制的路径跟踪模型分析了轿车超车过程中有、无控制作用时侧偏运动和横摆运动的差异。结果表明,“风-车-桥”气动交互干扰形成的高速低压区和低速低压区对行车安全有显著影响,影响程度与被超车类型及所在车道有关：轿车超轿车时,在迎风侧第1车道超其他车道轿车时为较危险工况;轿车超货车时,在迎风侧第1车道超其他车道货车及在第2车道超第1车道货车时为较危险工况。研究结果可为提升桥梁风致行车安全能力提供参考。     

基于SEM的双车道公路超车行为安全评价

为提高驾驶人在双车道公路上超车的安全性,基于tau理论适应性分析,提出超车过程中驾驶人不仅根据tau线索估计避碰时间,也利用距离、速度、加速度等判断超车是否安全的试验假设。招募12名受试者,应用驾驶模拟系统试验平台,依据试验假设采集12个与超车行为有关的驾驶行为数据,对其进行无量纲化处理,并利用Bootstrap法对数据进行扩增。结合驾驶行为问卷得分,利用AMOS软件,建立超车行为安全评价的结构方程模型。通过对初始假设模型进行多次修正与评价,得到影响超车行为安全的3个驾驶行为参数。结果表明,超车车辆在超车并道后的速度、与前导车之间的避碰时间及与对向车辆之间的避碰时间这3个驾驶行为参数可作为超车行为安全评价的有效指标。     

高速公路减速带对汽车平顺性的影响研究

针对山区高速公路长纵坡路段大型车事故多发的问题,依托云南罗富高速公路交通安全保障项目,围绕对大型车辆下长坡时有效控制车速的方案,建立了"人体-车身-车轮"系统振动模型,从理论上分析了不同断面减速带对汽车平顺性影响的理论研究,设计了适合高速公路使用特点的减速带,并辅以道路试验进行方案优化,最后给出了减速带布置方案.结果表明,轿车车速为60～70 km/h,货车车速为30～40 km/h时,减速带对汽车平顺性的影响既在乘员可承受范围内,也不会降低汽车的行驶安全性,同时有效降低了事故多发路段的事故率,减少了人员伤亡和经济损失.     

副级吸能机构对客车-轿车正面碰撞影响的分析

为解决客车与轿车在纵梁高度吸能位置正面碰撞不兼容的问题,设计一种客车前部副级吸能机构。利用三维显式有限元分析软件LS-DYNA 3D,建立轿车Taurus和中型客车6900Y面对面100%重叠碰撞下的数值仿真模型。研究副级吸能机构对解决汽车前部吸能高度不兼容问题的影响,对比分析2车正面碰撞过程中轿车方向盘侵入量、侵入速度和客车车门变形量、乘员头部位置加速度。结果表明:未装副级吸能机构时,轿车方向盘侵入速度和Z方向侵入量较大,容易发生钻碰现象;客车前部副级吸能机构能降低轿车方向盘的侵入量和侵入速度,同时能减小客车驾驶室车门变形量,降低乘员头部位置加速度。     

汽车行人碰撞接触中行人运动学规律仿真研究

基于交通事故模拟分析PC-Crash软件及其内嵌多体系统动力学分析MADYMO模块,建立并验证了车辆多体模型和行人多体模型;对汽车与行人碰撞接触阶段的行人运动学具有较大影响的因素展开广泛分析,并构建汽车行人碰撞仿真试验方案;通过选取对汽车与行人碰撞接触阶段具有较大影响的因素作为仿真试验的自变量,对不同碰撞环境下汽车与行人碰撞接触过程中的行人运动学规律(包括运动姿态和对应的碰撞车速阈值)进行深入研究;汽车行人碰撞仿真与真实事故以及碰撞试验对比具有较好的规律吻合性和一致性。研究表明,笔者采用的计算机建模仿真方法在汽车行人碰撞运动学研究中具有实用价值。     

汽车与摩托车碰撞事故中骑车人头部损伤研究

为研究摩托车骑车人与汽车碰撞后的动力学响应规律,基于国家车辆事故深度调查体系(NAIS)中的一个真实案例,利用PC-Crash软件建立摩托车与汽车前部成90°的碰撞模型,在此基础上,开展仿真模拟试验,研究骑车人坐姿和车速对摩托车骑车人头部损伤的影响。结果表明:轿车车速一定时,骑车人头部损伤指标(HIC)值随骑车人坐姿|θ|增大而增大;骑车人头部与轿车开始碰撞的时刻随骑车人坐姿|θ|增大而来得早。摩托车车速一定时,骑车人HIC值随骑车人坐姿|θ|增加而增加;骑车人头部与轿车开始碰撞的时刻随骑车人坐姿|θ|增加而来得早。     

高速公路中长隧道出入口段视错觉减速标线设置研究

为提高高速公路中长隧道路段运营安全水平,促使驾驶人主动降低行车速度至安全范围,对高速公路中长隧道出入口段视错觉减速标线设置参数开展研究。通过实际道路试验,采集并分析中长隧道出入口段行车速度特性及视觉特性;依据驾驶人瞳孔面积变化速率与视觉障碍的表征关系,得到驶入及驶出隧道时基于视觉感受最佳的期望车速值;分别建立隧道入口段顺鱼刺形减速标线设置参数模型和隧道出口段梳齿形减速标线设置参数模型,选取典型初始速度及最佳期望车速检验模型效果。研究结果表明,驶入和驶出隧道时,最佳期望车速分别为50 km/h和60 km/h;基于模型计算,获得隧道入口段3种鱼刺形减速标线设置参数和出口段1种梳齿型减速标线设置参数。     

基于最大熵的城郊公路接入口安全间距研究

为研究接入口间距对城郊公路的道路通行能力和交通安全状况的影响,通过实地调研,大量采集城郊公路的车辆运行速度、交通量等数据,据此提出接入口间距的定义,并依据最大熵原理构建模型。运用Matlab软件计算出模型最优解,进而确定城郊公路接入口安全间距为120~140 m。然后用仿真软件Synchro,对不同接入口间距进行仿真。结果表明,随着接入口间距增大,车均延误、停车次数不断减小,平均车速不断增大;当接入口间距大于120 m时,3个指标趋于稳定。最后,以太原城郊公路小牛线为例,验证该接入口安全间距值能满足通行能力和安全视距的要求。     

行人与不同车型车碰撞事故中头部损伤来源

为更好地了解行人与不同车型车碰撞事故中头部损伤来源,选取轿车、运动型多功能车(SUV)及客车3种典型车型,以车速为变量设计仿真试验。首先借助一个真实案例验证Pc-Crash软件,然后利用该软件开展仿真试验,并用已有模型验证轿车事故中的行人抛距值,最后通过做图分析可知:3种车型事故中行人头部损伤程度均随车速的提升而加重;在相同车速下,SUV事故中行人头部损伤最严重;不同车型事故中,车辆所致损伤最高的是SUV型车,而地面所致损伤最高的是客车;轿车与SUV事故中行人头部损伤主要来源于车辆撞击,而客车事故中行人头部损伤来源较为复杂,但多数情况下来源于地面撞击。     

人车碰撞事故中行人动力学响应及损伤研究

为研究行人与车辆碰撞后的抛距、运动姿态及其损伤机制,根据国家车辆事故深度调查体系(NAIS)中的2起真实案例,针对事故中常见的厢式客车和普通轿车车型,基于MADYMO多刚体仿真软件,建立符合中国人体形特征的人车碰撞多刚体模型。在此基础上进行计算机模拟试验,研究2种车型不同车速和碰撞角度对碰撞后行人动力学响应及损伤的影响。结果表明,车型和车速是影响行人抛距和损伤程度的主要因素,而碰撞角度对行人碰撞后的运动姿态有较大影响。     

汽车正面碰撞中驾驶人坐姿对其损伤影响研究

为研究汽车正面碰撞时驾驶人坐姿对其损伤的影响,根据实车碰撞试验数据,建立车辆驾驶舱-驾驶人-约束系统的MADYMO仿真模型,并予以验证。利用仿真模型开展车速为56 km/h的100%正面碰撞试验,将假人定位并调整其参数,分析驾驶人碰撞前的8种典型姿态对其碰撞后损伤风险的影响,并对比头部损伤值(HIC)、胸部连续3 ms损伤值、胸部压缩量以及颈部、腿部的受力情况。结果表明,碰撞时驾驶人的坐姿对身体各个区域的损伤风险有较大影响;驾驶人碰撞时的纵向位置对其损伤风险影响最显著。