基于多刚体有限元耦合仿真的翻滚事故再现
2018-07-05刘战胜蒋成约刘博勋
重庆理工大学学报(自然科学) 2018年6期
刘战胜,蒋成约,王 珂,刘博勋,陈 坤
(重庆理工大学 汽车零部件先进制造技术教育部重点实验室, 重庆 400454)
在交通事故中,虽然汽车翻滚碰撞发生的比例较低,但其死亡率、致伤率相当高(如图1所示)。据美国交通事故分析报告统计,在美国,翻滚事故所占比例虽然只有2.4%[1],但死亡人数却达到了33%。在欧洲,汽车翻滚事故所占比例为5%,其造成的死亡人数却达到了20%[2]。2014年,我国单车翻滚事故占交通事故总数的2.67%,但翻滚事故造成的死亡人数却占总数的5.62%[3]。因此研究汽车翻滚碰撞具有重要的社会意义。

图1 汽车翻滚事故数占比及死亡人数比例
相对于汽车正面碰撞、侧面碰撞、偏置碰撞等其他形式的碰撞过程,汽车翻滚碰撞过程更加复杂,采用试验重现的难度更大。在车辆翻滚事故研究中,汽车翻滚仿真方法是研究的一个重点。文献[4]运用MADYMO模拟了侧面路缘绊翻试验和螺旋翻滚试验等,模拟结果显示仿真与试验的相关性较好。 HU等[5-7]运用LS-Dyna软件建立汽车的乔丹翻滚试验模型、某SUV绊翻试验模型和SAEJ2114台车翻滚试验模型,模拟了汽车动态翻滚过程的车身变形,并基于该模型研究了THUMS假人的动态响应,但由于受到网格数量的影响,其模型运算时间较长。
过去的几年中,MADYMO被广泛应用于事故再现的仿真研究中。尹志勇等[8]运用多刚体动力学软件MADYMO对事故过程进行重建,分析了事故中摩托车驾驶员头部的损伤。叶文龙等[9]利用PC-Crash软件重建事故的整体运动状态,并结合MADYMO软件建立车内环境和乘员约束系统,准确模拟了乘员在事故过程中的动态响应。……
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