頭部合成加速度的案例
基于hyperworks+lsdyna成人頭碰機(jī)蓋簡(jiǎn)易仿真-02 ￥25
本案例是將獲取的頭部合成加速度轉(zhuǎn)化為頭部傷害（HIC）。
頭碰機(jī)蓋過(guò)程及頭部傷害HIC值變化曲線
成人頭碰機(jī)蓋位移云圖
成人頭碰機(jī)蓋塑性應(yīng)變變形動(dòng)畫(huà)
本案例模型及相關(guān)操作見(jiàn)附件、收費(fèi)內(nèi)容部分，凡購(gòu)買(mǎi)本案例的朋友，結(jié)合附件中的模型及相關(guān)操作說(shuō)明在仿真操作上還有什么疑問(wèn)，請(qǐng)與我溝通交流。本案例將持續(xù)完善與豐富！
展開(kāi) 汽車(chē)正撞的數(shù)值模擬及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
圖3計(jì)算得到的方向盤(pán)縱向相對(duì)后移量曲線
實(shí)驗(yàn)中加速度測(cè)點(diǎn)為司機(jī)座椅下靠近縱梁處，而模擬計(jì)算中的有限元模型不包括車(chē)身部分，因此相應(yīng)地采用縱梁上比較接近的點(diǎn)進(jìn)行對(duì)比。圖4為發(fā)生碰撞時(shí)司機(jī)座椅處加速度a的實(shí)驗(yàn)值與模擬計(jì)算值對(duì)比曲線。由曲線可知，兩條曲線趨勢(shì)和區(qū)域基本相同，差異主要是由于有限元模型局部的簡(jiǎn)化。
圖4司機(jī)座椅下加速度實(shí)驗(yàn)值與計(jì)算值
因此從上面的分析可以得出，模擬計(jì)算與實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本上是吻合的，只是局部存在一些差異，這是因?yàn)樵诮r(shí)，由于條件所限作了一些假設(shè)和簡(jiǎn)化。
本文還采用多剛體動(dòng)力學(xué)法并利用模擬計(jì)算得到的司機(jī)座椅處加速度曲線和方向盤(pán)的時(shí)間—位移響應(yīng)數(shù)據(jù)，計(jì)算了系有安全帶的混三型假人在汽車(chē)正面碰撞時(shí)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)以及人體損傷值。由于實(shí)車(chē)碰撞實(shí)驗(yàn)時(shí)沒(méi)有安裝假人，因此模擬計(jì)算無(wú)法與實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比，但前面進(jìn)行的有限元模擬計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本一致，因此后面的計(jì)算結(jié)果還是具有一定的參考價(jià)值。多剛體動(dòng)力學(xué)法的模擬計(jì)算環(huán)境包括方向盤(pán)、人體和簡(jiǎn)化的車(chē)體。圖5是得到的混三型假人運(yùn)動(dòng)響應(yīng)時(shí)間序列圖，圖6(a)和圖6(b)分別為混三型假人的頭部合成加速度值ah和胸部合成加速度值ac曲線。從曲線中可以得出頭部損傷指標(biāo)值(由頭部質(zhì)心處的合成線加速度計(jì)算而得[2])為1565.7，胸部合成加速度最大值為348.4m/s2。
圖5多剛體動(dòng)力學(xué)法計(jì)算得到的混三型假人運(yùn)動(dòng)響應(yīng)時(shí)間序列圖
(a) 頭部
(b) 胸部
圖6混三型假人的合成加速度曲線
3汽車(chē)結(jié)構(gòu)的耐撞性分析
汽車(chē)結(jié)構(gòu)耐撞性設(shè)計(jì)中，需要考慮結(jié)構(gòu)的變形型式，特別是當(dāng)結(jié)構(gòu)發(fā)生褶皺變形時(shí)它能吸收更多因撞擊加載引起的能量。
展開(kāi) 整車(chē)正面碰約束系統(tǒng)后處理Hyperworks
配套免費(fèi)視頻課程見(jiàn)技術(shù)鄰->中沫工程師-小周->HyperMesh聯(lián)合Primer整車(chē)約束系統(tǒng)前后處理
整車(chē)正面碰約束系統(tǒng)后處理是基于正面碰整車(chē)模型基礎(chǔ)，完善假人、安全帶、氣囊設(shè)置，進(jìn)行正面碰撞計(jì)算（50km/h 正面碰 60ms），對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)提取與評(píng)價(jià)，其提取方面包括：
1.頭部傷害：頭部傷害值HIC、3ms合成加速度
2.頸部傷害值：剪切力Fx、伸張力Fz、伸張彎矩My
3.胸部傷害值：壓縮變形量、粘性指數(shù)VC
4.大腿傷害值：大腿力、膝蓋滑動(dòng)位移
5.小腿傷害值：小腿壓縮力、小腿脛骨指數(shù)
以下，基于Hyperworks后處理系統(tǒng)分步驟說(shuō)明：
1.頭部傷害：頭部傷害值HIC、3ms合成加速度
（1）頭部加速度曲線提取
（2）提取頭部傷害值
（3）頭部傷害3ms合成加速度提取與頭部傷害評(píng)價(jià)
2.頸部傷害值：剪切力Fx、伸張力Fz、伸張彎矩My
（1）頸部傷害值-剪切力Fx提取與評(píng)價(jià)
（2）頸部傷害值-伸張力Fz提取與評(píng)價(jià)
（3）頸部傷害值-伸張彎矩My提取與評(píng)價(jià)
（4）頸部傷害值評(píng)價(jià)
3.胸部傷害值：壓縮變形量、粘性指數(shù)VC
（1）胸部傷害值-壓縮變形量提取與評(píng)價(jià)
（2）胸部傷害值-粘性指數(shù)VC提取與評(píng)價(jià)
4.大腿傷害值：大腿力、膝蓋滑動(dòng)位移
（1）大腿傷害值-大腿力提取與評(píng)價(jià)（這里為說(shuō)明方法，僅提取左大腿力）
（2）大腿傷害值-膝蓋滑動(dòng)位移提取與評(píng)價(jià)
5.小腿傷害值：小腿壓縮力、小腿脛骨指數(shù)
（1）小腿傷害值-小腿壓縮力提取與評(píng)價(jià)
（2）小腿傷害值-小腿脛骨指數(shù)提取與評(píng)價(jià)
展開(kāi) 【往年優(yōu)秀論文賞析】機(jī)載設(shè)備隨機(jī)振動(dòng)疲勞壽命分析
在碰撞過(guò)程中從任意一個(gè)時(shí)間點(diǎn)t1到時(shí)間點(diǎn)t2 (t1 < t2 ) 相隔不超過(guò)30/15 毫秒的時(shí)間歷程內(nèi)，乘員的頭部損傷判據(jù)36 HIC / 15 HIC 應(yīng)通過(guò)假人頭部重心位置的合成加速度r a 計(jì)算得到，該合成加速度表達(dá)為重力加速度g 的倍數(shù)，碰撞過(guò)程中36 HIC 的值不得超過(guò)1000， 15 HIC 的值不得超過(guò)700，其計(jì)算表達(dá)式為：
（2）胸部損傷判據(jù)
胸部合成加速度持續(xù)時(shí)間大于3 毫秒的部分不應(yīng)超過(guò)60g，這對(duì)5 百分位的成年女性假人模型及50 百分位的成年男性假人模型是一樣的；胸骨相對(duì)脊柱的壓縮變形對(duì)于50 百分位的成年男性假人模型不應(yīng)超過(guò)76mm，而對(duì)于5百分位的成年女性假人模型則不應(yīng)該超過(guò)52mm。該加速度指標(biāo)在本文中記作“3ms acc ”，壓縮變形記作“deflection”。
（3）下肢損傷判據(jù)
該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定碰撞過(guò)程中，經(jīng)過(guò)大腿骨傳遞的軸向力對(duì)于50 百分位的成年男性假人模型不得超過(guò)10008N，而對(duì)于5 百分位的成年女性假人模型則不得超過(guò)6805N。本文中該指標(biāo)記作“l(fā)eg force”。
（4）頸部損傷判據(jù)
碰撞過(guò)程中，頸部上端承力位置即枕髁處的變形按照其剪切力x F ，軸向力z F 和彎矩oyc M 的作用可分為四種可能出現(xiàn)的組合情形：拉伸并向后延長(zhǎng)彎曲、拉伸和向前彎曲、壓縮和向后延長(zhǎng)彎曲以及壓縮和向前彎曲等。事故任意確定時(shí)刻只可能出現(xiàn)上述某一種情況，每一時(shí)刻頸部損傷判據(jù)ij N 可通過(guò)下式計(jì)算得到：
3 臥鋪車(chē)廂乘員二次碰撞有限元模型的建立
為了準(zhǔn)確模擬乘員的二次碰撞，需要詳細(xì)建立臥鋪車(chē)廂的有限元模型，查閱相關(guān)資料，得到我國(guó)現(xiàn)行軌道臥鋪客車(chē)車(chē)廂出尺寸數(shù)據(jù)，見(jiàn)表1。
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