氣囊充氣的案例
基于fluid cavity 的氣囊充氣過程模擬教程（全GUI)及.CAE計算文件 ￥1.5
基于fluid cavity 的氣囊充氣過程模擬教程（全GUI).PDF版
基于fluid cavity 的氣囊充氣過程模擬.pdf
ABAQUS實現氣囊充氣展開教程
氣囊充氣展開教程
本期給大家介紹abaqus中實現氣囊充氣展開過程仿真的教程。
下圖左側為實物，右側為仿真結果。
本次仿真基于有限元法采用ABAQUS軟件實現，分析類型為顯示動力學分析。具體建模步驟如下：
第一步：part模塊
根據幾何尺寸，建立幾何模型，幾何模型示意圖如下。
第二步：Material模塊
定義材料及截面：彈性模量取300MPa 泊松比取0.49，密度取1200kg/m3
截面屬性，這里采用膜截面。
第三步：assembly模塊
將部件進行裝配。
第四步：step模塊
建立顯示動力學分析步，這里設置時間為0.01s。
第五步：interaction模塊
創建流體腔
需要提前建立參考點用于定義Cavity point，即氣體注入點。
Cavity Surface則定義在膜的內部表面。
流體腔充氣設置
第六步：load模塊
定義預定義溫度場
第七步：mesh模塊
網格劃分，同時定義單元類型為膜單元。
第八步：模型樹
定義絕對零度和標準大氣壓
第九步：創建job提交計算。
最后查看結果：
模型的位移云圖如下，可以看到展開過程。
展開 UPM方法仿真橡膠氣囊充氣
UPM方法仿真橡膠氣囊充氣
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。
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使用abaqus中CEL方法模擬氣囊充氣過程 ￥49.9
<p>1、創建氣囊、歐拉計算域</p><p>氣囊使用3D殼建模，尺寸如下圖所示</p><div contenteditable="false" width="100%">
<figure class="figure-image" data-img="https://img.jishulink.com/202406/attachment/18be8edbcbbd498eac5dd4b4bd65b393.png" style="text-align: center">
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展開 airbagK文件和相關文獻
幫助，@從你的世界走過 同學解決問題的同時，也上傳一些可以參考的文章，算是個小的匯總帖
Airbag_head.k
某轎車正面安全氣囊性能仿真研究_胡正才.pdf
駕駛員安全氣囊的仿真優化研究_王富強.pdf
汽車安全氣囊的計算機仿真研究的現狀與趨勢_游世輝.pdf
氣囊充氣過程流固耦合數值模擬.pdf
基于流固耦合方法的氣囊展開數值模擬研究.pdf
汽車安全氣囊展開過程計算機仿真及其接觸搜尋方法_鐘志華.pdf
汽車安全氣囊仿真分析方法的研究.pdf
汽車正面氣囊充氣過程仿真技術.pdf
針對某SUV車型安全氣囊的試驗和仿真改進_劉適.pdf
K文件動畫如下，
展開 汽車碰撞傳感器原理剖析
來源：電子發燒友
碰撞傳感器是安全氣囊系統中的控制信號輸入裝置。
其作用是在汽車發生碰撞時，由碰撞傳感器檢測汽車碰撞的強度信號，并將信號輸入安全氣囊電腦，安全氣囊電腦根據碰撞傳感器的信號來判定是否引爆充氣元件使氣囊充氣。
《流浪地球》中的逃生氣囊球和馬斯克有什么關系？
有所不同的是，家用汽車的安全氣囊是靠沖撞觸發的，而劉啟的氣囊是手動觸發的，而且可以延時展開（第二次就是劉啟按了開關之后將救生球扔在空中，然后充氣展開），第三次雖然沒有看到展開的一瞬間，但根據常理，應該是劉啟追上朵朵之后立即手動展開氣囊，然后氣囊觸地起到了緩沖的作用。
2、太空球與氣囊結構
從充氣氣囊的結構來看，雙層球體結構與安全氣囊的單層不同，靈感可以說來自于娛樂項目的太空球，或者叫悠波球。
成龍大哥嫻熟駕馭雙層球囊太空球
影片中成龍大哥的悠波球充氣使用的是小瓶裝高壓氣瓶，充氣速度稍慢，氣瓶具有一次性，不可重復利用。
可以說劉啟的救生氣囊跟悠波球的結構幾乎完全一樣，那么關鍵技術就在于如何在可穿戴或手持的情況下，快速利用化學反應形成全向包覆的球體結構對人體進行緩沖，這是工程設計的細節，科幻電影自然可以跳過這部分。
劉啟的逃生氣囊球，看似簡單的玩具，通過幾次使用已經完全展示了其技術優點：體積小，便于隨身攜帶；快速充氣展開；球體材料具有一定強度，能抵抗小的碎石沖撞；高空墜落時起緩沖作用。這種充氣展開結構技術在航天領域也有重要的應用，例如——充氣式超低彈道再入系數減速器。
3、充氣式大氣再入減速技術
這是個什么鬼？
展開 意大利速成版“火神山”-Abaqus充氣帳篷模擬 ￥99.99
01-意大利“火神山”與膜結構建筑
“4個小時搭建700平米帳篷，意大利‘火神山’醫院長這樣”......這幾天意大利的新增病例暴增，醫院床位告急，政府搭建的充氣帳篷版“火神山”醫院火了，惹得中國網友們又心疼又想笑。
圖片來源：IL TEMPO
充氣帳篷屬于膜結構建筑，材質多為PTFE、PVDF等膜材，通常采用骨架支撐、索拉張力或充氣等方式來提高膜結構的承載能力，在一些體育場館、車站棚頂、觀景臺棚頂等公共場所經常可以看到這種東西。
充氣膜結構建筑施工快捷、拆除方便，這次出現在意大利應對疫情的戰場，雖然功能性不及中國“火神山”醫院，但從快速響應的角度來說，意政府采用這種膜結構建筑也算是明智之舉吧。
之前給客戶算過一些膜結構的工程，這期文章借此話題談談Abaqus中氣囊（膜）的幾種充氣模擬實現方法。
02-Abaqus充氣帳篷模擬
充氣帳篷施工時，將帳篷從包中取出鋪在地上，用氣泵往帳篷內部加壓，一般幾十秒到數十分鐘即可完成展開，展開時間取決于帳篷的尺寸和氣泵功率，使用Abaqus可以完成帳篷的充氣過程模擬。
帳篷充氣
在此類問題中，對于展開接觸中出現氣囊接觸粘結的情況，技術上一般可以通過修改inp文件添加FOLD TRACKING等接觸控制選項來改善。
氣囊展開接觸控制
03-Abaqus中常用的氣囊充氣模擬方法
Abaqus中有3種最常用的氣囊充氣展開過程模擬方法，分別是UPM、CEL、LKM。
展開 安全氣囊知識分享
氣體發生器接到 信號后引燃氣體發生劑，產生大量氣體，使氣囊在極短的時間內迅速展開，氣囊充氣 大約需要0.03秒，在駕駛員或乘員的前部形成彈性氣墊，并及時泄漏、收縮，吸收沖 擊能量，從而有效地保護人體頭部和胸部，使之免于傷害或減輕傷害程度。由于安全 氣囊彈開充氣的速度可高達320公里/小時，碰撞時如果人的乘坐姿勢不正確，將給人帶來嚴重的傷害。
2、安全氣囊的作用：
未裝駕駛員安全氣囊的車發 生碰撞時駕駛員頭部和胸部 的沖撞情況
裝有駕駛員安全氣囊的車發 生碰撞時駕駛員頭部和胸部 的沖撞情況
3、安全氣囊的設計準則
5in（127mm）-30ms準則：30ms:氣囊從點火到充滿氣體的時間；5in(127mm):305（頭部到轉向盤）-178（氣袋厚度）=127mm；這個準則的含義是：汽車碰撞過程中，乘員向前移動5 in時刻的前30ms時刻是氣囊的 目標點火時刻。依據是大多數轎車乘員與方向盤之間的間距為305mm，氣囊充氣后的 厚度為178，氣囊從點火到充滿氣體的時間為30ms，這樣當乘員前移127mm這一時刻 的前30ms為最佳點火時刻。
4、安全氣囊的關鍵技術要求
1）碰撞判斷準確 碰撞強度、減速度波形、車體變形等；
2）點火時刻準確
5in-30ms準則；
3）抗粗糙路面干擾能力強 路坎、水渠、長波、短波、扭曲、比利時路、搓板路等
4）高可靠性與工作穩定性 高溫、低溫、高海拔、電磁干擾、供電電壓波動等。
四、安全氣囊零部件介紹
1、駕駛員安全氣囊（ Driver Airbag - DAB）
駕駛員安全氣囊（DAB）一般采用煙火式氣體發生器。DAB蓋板造型 和方向盤造型整體匹配開發，DAB蓋板上的LOGO一般為鑲嵌式結構，采用熱熔焊，表面 鍍鉻。
展開 ABAQUS案例-ABAQUS中fluid cavity的應用及流道腔（氣囊）充氣或充液過程模擬 ￥3
在工程應用中，有時候會遇到流體與流體腔道的相互作用過程，例如輪胎充氣過程、熱的或冷的流體流過流體腔道等等，對于這類問題，ABAQUS軟件提供了fluid cavity參數來模擬這一過程。本實例中（附件中的inp文件）展示了在ABAQUS中采用fluid cavity參數來模擬流體（氣體或液體）與流體腔的相互作用過程，并分析流體腔的應力分布和位移分布。本實例可以拓展到任意材料的流體腔，比如模擬輪胎充氣過程。
汽車行人保護技術分析與展望
3 行人安全氣囊
行人安全氣囊，和車內安全氣囊并無本質差別，當傳感器檢測到車輛與人發生碰撞時，保險杠上端的安全氣囊就會立即彈出，并充滿整個前保險杠區域，并向發動機罩進行延伸。這樣保證了行人的腿部和兒童頭部的安全。同時，安裝在發動機罩后方的氣囊也會立即彈出充滿前擋風玻璃下方區域，防止行人頭部撞擊玻璃產生二次傷害[5]。
沃爾沃于2012推出的V40車型上配備了行人安全氣囊，通過安裝在前保險杠的傳感器進行監測，一旦與行人發生碰撞，發動機艙蓋尾部就會自動翹起，隱藏在內部的安全氣囊同時也會釋放，并且會包裹部分前擋風玻璃與A柱。可有效減輕車輛正面與行人碰撞后行人受到的傷害。
由于汽車在行駛時外部交通情況較為復雜，氣囊開啟的時間、力度也十分重要，否則會對行人產生次生傷害。目前車外安全氣囊的研究難點包括：1）傳感器響應時間與氣囊充氣時間設計，氣囊展開時間需小于50ms。這對氣囊充氣速度、折疊方式都有更高的要求。2）和車內氣囊相比、行人氣囊的覆蓋面積更大，應在氣囊結構上設計出吸能結構與非吸能結構以保證充氣體積。目前量產的配備有行人安全氣囊的車型并不多，一方面受限于成本，另一方面由于技術尚不成熟，還需進一步開發。
4 汽車智能安全保障系統
隨著科技的發展，越來越多的電子技術、互聯網技術被應用到汽車領域上來，汽車智能安全保障系統就是汽車技術與其他高新技術相結合的產物。其包含的內容十分豐富，應用的情形也非常廣泛。
車聯網技術已經被應用于智能安全保障系統，它以車內網、車際網和車載移動互聯網為基礎，按照約定的通信協議和數據交互標準，在車、路、行人和互聯網之間，進行無線通訊和信息交換的大系統網絡，是能夠實現智能化交通管理、智能動態信息服務和汽車智能化控制的一體化網絡，是物聯網技術在交通系統領域的典型應用[6]。
展開 汽車行人保護技術分析與展望
3 行人安全氣囊
行人安全氣囊，和車內安全氣囊并無本質差別，當傳感器檢測到車輛與人發生碰撞時，保險杠上端的安全氣囊就會立即彈出，并充滿整個前保險杠區域，并向發動機罩進行延伸。這樣保證了行人的腿部和兒童頭部的安全。同時，安裝在發動機罩后方的氣囊也會立即彈出充滿前擋風玻璃下方區域，防止行人頭部撞擊玻璃產生二次傷害[5]。
沃爾沃于2012推出的V40車型上配備了行人安全氣囊，通過安裝在前保險杠的傳感器進行監測，一旦與行人發生碰撞，發動機艙蓋尾部就會自動翹起，隱藏在內部的安全氣囊同時也會釋放，并且會包裹部分前擋風玻璃與A柱。可有效減輕車輛正面與行人碰撞后行人受到的傷害。
由于汽車在行駛時外部交通情況較為復雜，氣囊開啟的時間、力度也十分重要，否則會對行人產生次生傷害。目前車外安全氣囊的研究難點包括：1）傳感器響應時間與氣囊充氣時間設計，氣囊展開時間需小于50ms。這對氣囊充氣速度、折疊方式都有更高的要求。2）和車內氣囊相比、行人氣囊的覆蓋面積更大，應在氣囊結構上設計出吸能結構與非吸能結構以保證充氣體積。目前量產的配備有行人安全氣囊的車型并不多，一方面受限于成本，另一方面由于技術尚不成熟，還需進一步開發。
4 汽車智能安全保障系統
隨著科技的發展，越來越多的電子技術、互聯網技術被應用到汽車領域上來，汽車智能安全保障系統就是汽車技術與其他高新技術相結合的產物。其包含的內容十分豐富，應用的情形也非常廣泛。
車聯網技術已經被應用于智能安全保障系統，它以車內網、車際網和車載移動互聯網為基礎，按照約定的通信協議和數據交互標準，在車、路、行人和互聯網之間，進行無線通訊和信息交換的大系統網絡，是能夠實現智能化交通管理、智能動態信息服務和汽車智能化控制的一體化網絡，是物聯網技術在交通系統領域的典型應用[6]。
展開 汽車安全氣囊結構原理與維修
氣囊靜止時被折疊成包，安放在氣體發生器上部和氣囊飾蓋之間，氣囊飾蓋表面模壓有淺印，以便氣囊充氣爆開時撕裂飾蓋，并減小沖出飾蓋的阻力。氣囊背面或頂部設置有排氣孔，當駕駛員壓在氣囊上時，氣囊受壓后便從排氣孔排氣。
圖3 駕駛員安全氣囊
②駕駛員氣囊安裝在轉向盤的中央(圖3)，氣囊大小因制造公司的不同而有所差別，例如在歐洲和日本的很多地方，駕駛員安全帶是強制使用的，因此歐洲車和日本車的駕駛員安全氣囊較小，一般充氣后為40 L。
圖4 前排乘客氣囊
③前排乘客氣囊(圖4)安裝在前排乘客座椅正前方，儀表板上的雜物箱和儀表板之間。由于乘客氣囊距離乘客的距離比較遠，因此乘客氣囊的體積比駕駛員氣囊的體積大。為了避免前排乘客氣囊不必要爆炸造成浪費(例如座椅上沒有乘客)，可以通過開關或儀器將前排乘客氣囊關閉(圖5)。
圖5 前排乘客氣囊開關
(5)氣體發生器 功能是在點火器引爆點火劑時，產生氣體向氣囊充氣，使氣囊爆開。氣囊發生器使用專用螺栓固定在氣囊支架上，只有使用專用工具才能進行裝配。氣體發生器自安裝之日起，應10年更換1次。
①為了便于安裝，駕駛員氣囊氣體發生器一般都做成圓形。目前，大多數氣體發生器都是利用熱效應產生氮氣充入氣囊。
②前排乘客氣囊的氣體發生器為長筒形，其工作原理與駕駛員側氣體發生器相同。
(6)點火器 安裝在氣體發生器的中央位置，作用是在觸發碰撞傳感器和防護碰撞傳感器將氣囊電路接通時，引爆點火劑，產生熱量使充氣劑分解。
(7)氣囊系統線束連接器及保險機構 為了便于將氣囊系統線束與其他電氣系統線束區別開，目前大多數汽車的氣囊系統線束采用黃色連接器(圖6)，也有采用深藍色或橘紅色連接器。連接器采用了導電性能和耐久性能良好的鍍金端子，并設計有防止氣囊誤爆機構，以保證氣囊系統可靠工作。
展開 用導管穿過血管，用氣球對堵塞位置充氣，打開動脈血管，使血液流通。通常情況下，市售心臟支架在安裝完成后，在堵塞位置會以固定直徑永久打開。
1.2 改善血液循環
在進行研究項目的江景醫療中心（印第安納波利斯），研究人員正在研究心臟支架對血液流動特性的影響。作為研究的一部分，與之合作的CFD工程師也在研究如何進一步改善血液循環。以CFD的經驗，能夠正確的模擬變窄的動脈、其近端（上游）和遠側區域（下游）這樣復雜的流體動力學問題。CFD工程師用Optimus集成CFD工具，自動仿真狹長的動脈血管結構，并給出優化設計方案。
1.3 基于CFD的動脈血管優化
工程師采用一個已經接受治療病人的主動脈醫療成像數據，這是人體最大的動脈，這樣選擇是因為CAT掃描和冠狀主動脈表現出相同的血流動力學性能，基于CAT掃描數據，工程師創建了用于ANSYS CFD分析的網格模型ICEM CFD。初始的主動脈CFD模型包括了狹窄區及其上下游區域。CFD工程師用ANSYS FLUENT模擬復雜的流體，用OPTIMUS完成設計流程自動化，能夠自動運行CFD模擬，評估血流量提高幅度并識別優化動脈的形狀。目標是將優化設計后的虛擬動脈（通過模擬運動）與真正的動脈CFD特性（使用市售標準冠狀動脈支架）比較。
CFD模擬，評估狹窄引起的復雜的流體動力學（節流部的動脈），及其近端（上游）和遠側區域（下游）
使用導管穿過血管，給氣囊充氣，將市售支架插入并打開收窄的動脈
展開 