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產品設計之——安全氣囊系統設計指南
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安全氣囊主要用來防止乘員在碰撞事故中的二次碰撞的裝置,屬于汽車的被動安全系統。主要工作原理:當發生碰撞事故時,傳感器接收汽車碰撞信號,并將接收到的信號傳送到控制器,控制器接收傳感器的信號并進行處理。當判斷須打開氣囊時,發出點火信號以觸發氣體發生器,氣體發生器接收到點火信號后,迅速點火并產生大量氣體填充氣囊,使乘員通過氣囊的吸能緩沖降低碰撞
時的傷害。通常情況下,如果將氣囊沖破模塊面蓋的時刻定為0ms,則10ms 時氣囊沖出,20ms 時氣囊已基本展開,30ms 后氣囊完全充滿氣體。
1.安全氣囊系統構成與命名
安全氣囊一般由傳感器、控制器、氣體發生器、氣袋、時鐘彈簧等組成,通常氣體發生器和氣袋等做在一起構成氣囊模塊。
2.安全氣囊系統分類
根據布置位置不同,安全氣囊主要分為:駕駛員安全氣囊、乘員安全氣囊、左右側氣囊和側氣簾。駕駛員安全氣囊:英文名稱Driver Airbag(DAB),在發生嚴重正面碰撞時,直接保護駕駛員的上軀干,可在一定程度上阻止駕駛員向前運動。一般安裝在方向盤里面,通常DAB 的飾蓋作為方向盤的喇叭蓋。
展開 安全氣囊知識分享
一、安全氣囊的發展歷史
安全氣囊是美國人約翰-赫特里特(JohnH otrich)發明的。1953年8月18日,他獲 得了“汽車緩沖安全裝置”的美國專利。至今已有65年的歷史!
?發展歷史:
1952年起,美國工程師約翰,因一場交通意外事故啟發,促使相關研究工作; 1953年8月18日,取得美國輔助乘員保護系統(Supplementary Restraint
System)專利;
1971年福特將安全氣囊裝在一批實驗車上,1974年通用汽車率先在市售車裝上 駕駛座安全氣囊,之后在前乘客座也裝上安全氣囊;
1980年12月,奔馳汽車S系列成為第一輛在歐洲正式銷售配有氣囊的汽車。
1988年,克萊斯勒開始將旗下所有車款都裝上安全氣囊,并大作電視廣告示范
安全氣囊的效用,才真正開啟汽車界安全配備的競爭;
1984年,美國高速公路安全管理局制訂《聯邦汽車安全標準》(FMVSS)第208
條中,增加安裝氣囊的要求;
1995年,美國國會通過法案,提供明確的法則及指導方向,要求1995年起新車 的標準配備需要有雙氣囊;
1998年,豐田汽車正式提出了智能安全氣囊系統的概念;
1999年,福特汽車研制成功了首套智能型安全氣囊系統。
二、安全氣囊基本常識
1、什么是安全氣囊?
在裝有安全氣囊系統的容器外部都印有Supplemental Restraint System,簡 稱SRS)的字樣,直譯成中文,應為“輔助可充氣約束系統”。一般來說,駕駛員 處的安全氣囊是裝在喇叭蓋下面的,當您看見方向盤上標有“SRS”或“Airbag” 字樣,就可知此車裝有安全氣囊。
2、安全氣囊何時應打開?
展開 安全氣囊是怎么彈起來的?
安全氣囊最早是由赫特里克于1953年8月提出,并獲得了美國“汽車緩沖安全裝置”專利。是一種被動安全性(見汽車安全性能)的保護系統,它與座椅安全帶配合使用,可以為乘員提供有效的防撞保護。
汽車行駛過程中,傳感器系統向控制裝置發送速度變化信息,由中央控制器對這些信息加以分析判斷,如果所測的速度或者加速度超過了系統預定值,也就是說發生了真正的碰撞,中央控制器就會向氣體發體發生器發出點火命令,點火后發生爆炸反應,打開安全氣囊,達到保護乘員的目的。
安全氣囊所要做的就是將乘客的速度降為零,同時確保乘客受到較少的損傷,甚至毫發無損。安全氣囊的使用非常嚴格。安全氣囊只能在乘客和方向盤或儀表板之間的有限空間內發揮作用,并且必須在幾分之一秒的時間內完成使命。不過,如果安全氣囊系統能夠勻速降低乘客的速度,而不是讓他的運動驟然而止,那么即便是如此有限的距離和時間也是很有價值的。
安全氣囊有三個部件可以助其完成這項本領:氣囊自身由纖細的尼龍纖維制成,折疊后裝入方向盤或儀表盤。近來還出現了裝入座椅或車門的氣囊。
傳感器是通知氣囊充氣的設備。當撞擊力相當于以16-24公里/小時的速度撞擊磚墻時,氣囊便會開始充氣。當質量位移使電接觸斷開時,某個機械開關將會被觸動,告知傳感器已發生撞擊。傳感器從內置于微芯片中的加速計接收信號。
安全氣囊充氣系統中的疊氮化鈉(NaN3)和硝酸鉀(KNO3)發生反應,生成氮氣。氮氣形成的熱流會讓氣囊迅速膨脹。
氣囊充氣系統與固體火箭助推器的原理相同。安全氣囊系統點燃的是“固體推進劑”,后者的燃燒極為迅速,可產生大量氣體為氣囊充氣。隨后,氣囊爆炸般地沖出原始安裝位置,時速高達322公里,比眨一下眼睛還要快!1秒之后,氣體通過氣囊上的小孔迅速消散,氣囊收縮,因此乘客又可以自由移動。
展開 汽車安全氣囊結構原理與維修
⑤安裝完畢后,檢查安全氣囊指示燈運行是否正常。
安全氣囊生產廠家
研發安全氣囊的知名企業有美國的天合(TRW)、百利得(Breed)以及德爾福(Delphi)等,歐洲的奧托立夫(Autoliv)、博世(Bosch)以及西門子(Siemens)等,還有日本的電裝(Denso)及豐田合成(toyotaGosei)等,目前國內汽車上安裝的安全氣囊大多是進口產品。我國對安全氣囊的研究是從20世紀90年代初開始,目前已經有十幾家生產安全氣囊裝置的企業,
但大多是引進國外的氣囊和點火器等組件進行裝配生產。國內一些氣囊系統生產廠家已嘗試開發和掌握安全氣囊的控制和匹配技術,并取得了一定的進展,安全氣囊系統的國產化是必然趨勢。
展開 
汽車安全氣囊系統
汽車安全氣囊系統
利用HyperWorks和ProductDesign為軌道車輛開發創新的新型安全系統
Altair ProductDesign 的碰撞專家之后能夠對各種氣囊類型、規格、位置和氣流進行實驗,并開發一個新的可變形護膝墊板來吸收撞擊時的沖擊力。
多個成品安全氣囊充氣機的數據和外殼幾何結構詳情由Key Safety Systems (KSS)提供,安全氣囊幾何結構、 旋轉/包裝詳情和漏損量由 Altair ProductDesign 和 KSS 共同調整,旨在確保最終解決方案能夠制造并能夠與組件級的樣機安全氣囊降塔試驗相關聯。此外, Altair ProductDesign 將初始的有限元安全模型與 KSS 提供的分析性MADYMO (數學動態模型)結果相關聯,以便為模型提供一個基準。然后可調整FE模型,獲取項目的適當性能指標。 Altair ProductDesign 快速且高效地將FE組件級細節關聯到安全氣囊本身與護膝墊板支架的硬度,使團隊能夠將整個安全系統調整到最佳的性能。
在考慮了多套安全系統和安全氣囊結構后,才得到最終設計(右)
分析安全氣囊和護膝墊板性能
仿真結構與物理測試之間具有極高的關聯度
團隊開發的EPS系統使用了汽車乘客類型的安全氣囊系統,并結合了可壓碎式護膝墊板,整個系統旨在將傷害降至最低,并滿足區域劃分以及未系安全帶乘員疏散和功能要求。
展開 行人安全保護裝置介紹
只有各部件的能量吸收相協調才能保障行人受到安全的保護。
2. 行人安全氣囊系統
行人安全氣囊系統進一步避免人體撞擊汽車的前擋風玻璃,以免在猛烈地碰撞下對行人與車內乘客受到更大的傷害。福特汽車的行人安全車采用了兩種可以碰撞中對行人進行保護的新穎安全氣囊。這兩種氣囊一是發動機罩氣囊,一是前圍安全氣囊,兩者配合使用可減少最常見的行人傷亡事故。
發動機罩氣囊在保險杠上方僅靠保險杠處開始展開。碰撞前由一個碰撞預警傳感器激發。50~70μs內完成充氣,保持充氣狀態時間可達樹苗。充氣后的安全氣囊在前照燈之間的部位展開,由保險杠頂面向上伸展到發動機罩表面以上。氣囊的折疊模式和斷面設計保證了氣囊展開時能與汽車前端的輪廓相結合,以保證兒童頭部和成人腿部的安全。
前圍安全氣囊系統的作用則是提供兩次碰撞保護,防止行人被甩到發動機罩上后頭部被前窗底部碰傷。該系統包括兩個氣囊,各由汽車中心線向一側的A柱延伸,氣囊由傳感器探測到行人與保險杠發生初始碰撞后觸發。在行人翻到發動機罩上滾向前窗這段時間內,氣囊完成充氣,兩個氣囊沿前窗底部將左右A柱之間的汽車整個寬度完全覆蓋,不僅能蓋住前擋風玻璃底部,還可以蓋住雨刷器擺軸與發動機罩支座等致命的“硬點”。不過,氣囊不會完全遮擋住駕駛員的視線。
上述兩種行人保護系統都屬于汽車被動安全技術,還有一種車輛智能安全保證系統的發展,則實現了主動對行人的保護,在事故發生以前就及時通知駕駛員,避免車禍的發生,將事故的損傷降到最小程度。
總結:
無論是多強大的數據支持,多科學的理論試驗。作為駕駛員和行人的我們,在出行時,也不能對安全意識有所松懈。
展開 汽車碰撞傳感器原理剖析
碰撞傳感器作用:檢測汽車發生碰撞時的極大減速度下的慣性力,并將檢測信號輸入到安全氣囊系統的電子控制裝置。
汽車碰撞傳感器原理
碰撞傳感器的應用非常廣泛,特別是在汽車的安全系統里面,而且現在一些機器人上也都開始搭載了碰撞傳感器,這里我們先來了解下汽車碰撞傳感器原理。
一般情況下,汽車會在三個主要地方都安裝碰撞傳感器,左前、右前器和中央
汽車一般設有多個觸發碰撞傳感器,安裝位置一般在車身的前部和中部,例如車身兩側的翼子板內側、前照燈支架下面以及發動機散熱器支架兩側等部位。隨著碰撞傳感器制造技術的發展,有些汽車將觸發碰撞傳感器安裝在氣囊電腦內。防護碰撞傳感器一般都與氣囊電腦組裝在一起,多數安裝在駕駛艙內中央控制臺下面。
安全氣囊需要要配合安全帶才能發揮作用,而要使得安全氣囊正常工作的首要條件就是汽車碰撞傳感器必須要正常工作,在碰撞發生的極短的時間內給出信號給中央控制器,中央控制發出彈射安全氣囊的指令。
中央控制器是安全氣囊系統的控制中心,其功用是接收碰撞傳感器及其他傳感器輸入的信號,判斷是否點火引爆氣囊充氣,并對系統故障進行自診斷。
中央控制器由點火控制器、驅動電路、儲存電路、診斷電路等組成。在點火控制器中關鍵是點火控制算法,其決定了氣囊的點爆時間和粗糙路面抗干擾特性,這是氣囊控制的核心技術。由于實際車輛結構各不相同,碰撞特性也不同,因此關于點火控制算法也發展了很多種,以適應于不同情況,而且還在繼續發展。
展開 安全氣囊
請問我建了一個安全氣囊模型,用madymo折好的,在運算時沒出錯,氣囊卻不展開!請問高手?怎么解決
安全氣囊建模-MADYMO(中文版)
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安全氣囊理論知識
氣囊工作過程的數值模擬一般有兩種方法:(1)基于傳統的均勻壓力數學模型,它采用控制體積法(Control Volume Method,CV),氣囊體積由其單元圍成,且不需要建立充氣裝置的模型,而是通過質量流量和溫度兩個參數來描述從充氣裝置所排出的氣體,它們均為時間的函數,從而可以計算出流入應急氣囊的氣體總量。該方法不拘泥于流場細節,模型簡單,可以節省大量計算時間在流場影響不大的緩沖過程數值模擬,但是無法準確描述充氣初期氣囊外形及流場的變化。(2)任意拉格朗日-歐拉(簡稱 ALE 法,Arbitrary Lagrangian-Eulerian)流固耦合方法,當流場的變化對結構外形產生很大影響時,氣囊內流場的模擬就顯得極為重要,該方法可以很實際描述氣囊外形及流場變化。但是此方法對建模要求高,計算成本大,不易成功。
CV模型
該模型由Wang和Nefske于1988年提出,認為囊內壓力由理想氣體狀態方程決定,不拘泥于流場內部細節。在CV模型中,每一時間步氣囊的控制體積V可通過格林積分定理得到,即
控制體積方法相對任意拉格朗日-歐拉方法來說,比較簡單,可以節省大量計算時間,本項目中所用的方法就采用控制體積方法來進行計算的。
#氣囊有限元模型理論
在氣囊的耐撞性沖擊研究中,我們將采用非線性有限元軟件LS-DYNA對單室氣囊和氣囊式火星軟著陸過程進行仿真分析。為了計算緩沖過程中不同時刻的氣囊的壓力、體積和溫度等熱力學參數,我們選用LS-DYNA的控制體積算法進行計算。在LS-DYNA的氣囊控制體積算法中有
在軟著陸過程中,氣囊織物在高壓氣流充脹下產生的變形都為大變形,雖然應變比較小,但位移很大。這時平衡條件應如實地建立在變形后的位移上,以考慮變形對平衡的影響。
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安全氣囊建模
發了兩個包,放到一起解壓,相信對大家會有很大的幫助
安全氣囊建模.part1.rar
安全氣囊建模.part2.rar
上傳幾個安全氣囊的K文件
上傳幾個安全氣囊的K文件,都是用TG和FEMB做的,很不錯
140437-tg-flat-fix-22.rar
140439-drvbflat.rar
140441-foldhighcont22.rar
140449-drvbgplte3.rar
140452-passbagflat24.rar
140455-passbagfold27.rar
汽車安全氣囊展開仿真-粒子法
汽車安全氣囊展開仿真-粒子法
側面碰撞安全氣囊的模擬設計過程
側面碰撞安全氣囊的模擬設計過程.part2.rar
[側面碰撞安全氣囊的模擬設計過程.part3.rar
側面碰撞安全氣囊的模擬設計過程.part1.rar