乘員保護的案例
基于 HyperMesh 的輕型卡車駕駛室乘員保護建模仿真
考察結果表明，駕駛員及副 駕駛假人腿部、腳部都不與駕駛室其它結構接觸，證明該駕駛室完全滿足法規規定的乘員生存空間的 要求（圖 5）。
本車型駕駛室完全滿足《GB 26512-2011 商用車駕駛室乘員保護》中正面撞擊試驗的要求。
3.2 頂部強度試驗（試驗 B）
在駕駛室頂部設置一個能覆蓋頂部面積的剛性平面，該剛性平面以均勻低速垂直下壓駕駛室頂 部，通過考察反作用力來考察對乘員的保護能力（圖 6）。
根據法規要求，駕駛室頂部應能承受相當于車輛前部的一個軸或多個軸的最大軸荷的靜載荷，本車型為 26kN 的軸荷力值。剛性平面反作用力達到該力值時，考察駕駛室乘員生存空間，結果表明駕 駛員頭部距離駕駛室頂棚尚有143mm 距離，生存空間充裕，滿足法規要求（圖 7）。
3.3 后圍強度試驗（試驗 C）
本車型最大裝載質量為 3600kg，參照法規要求后圍應能承受 7.1kN 的力。運用 HyperMesh 創建
的模型，駕駛室后圍設置一個能覆蓋后圍面積的垂直于 X 軸的剛性平面，該剛性平面以均勻低速垂直 前壓駕駛室后圍,通過考察反作用力來考察后圍對乘員的保護能力，如圖 8 示。
在剛性平面反作用力達到 7.1kN 時，駕駛室后圍尚未發生明顯的侵入變形，證明假人生存空間完 全滿足法規的后圍強度試驗要求。
4結論
本文應用 HyperMesh 軟件高效的建立了某型輕型卡車駕駛室乘員保護分析模型及乘員空間評價 假人，并對該駕駛室乘員保護性能進行了充分的模擬評估，最后以 HyperView 導入計算結果顯示，通 過結果可知該車型完全滿足《GB 26512-2011 商用車駕駛室乘員保護》法規的要求。
展開 汽車碰撞模擬和乘員保護
汽車安全標準也在不斷地更新，要求在不斷地提高，乘用車乘員碰撞保護標準（FMVSS 208）規定的前撞速度是48公里/小時，由于這個標準不能完全有效保護乘員的安全，所以又出臺了另一個標準即NHTSA的新車評估程序（NCAP）試驗，它規定的前撞速度是56公里/小時。
乘員保護的研究任重而道遠，現在的安全標準只能達到在最高時速為56公里時乘員不受傷或受輕傷的要求，對于時速80公里以上的高速碰撞，目前的安全標準是遠遠不能滿足要求的，除了在主動安全性方面做更多的工作之外，乘員保護的研究還應投入更多的精力。
展開 2020 E-NCAP解析—遠端乘員保護（Far side）試驗及評價方法
在柱碰（2020/2021年可在AEMDB工況）測試中副駕駛擺放一個（WS 50%）進行試驗，應滿足如下條件：
1）假人頭部傷害值不應超過頭部評價低性能限值
2）2022年及以后測試車型乘員和駕駛員之間無直接接觸
3）應能夠提供證據證明遠端保護策略能夠對車輛兩側沖擊提供同樣的保護效果。
4）遠端保護系統應能夠對如下圖所示區域提供有效保護
圖 9 保護區域
展開 乘員輔助保護系統
最初的乘員輔助保護系統只是在方向盤上安裝了一個空氣囊，在發生碰撞時用以對駕
駛員加以保護。由于安全的需要，很快又在右前乘客座位安裝了副空氣囊。幾乎與此同時
，一種叫做安全帶預收緊器的裝置出現了，它的功能是在空氣囊展開前將乘客盡量向后拉
，保證其標準坐姿，從而避免空氣囊自身對乘客的傷害，同時也使空氣囊的保護效能發揮
到極致。
在雙安全氣囊加安全帶預收緊裝置逐漸在中高檔轎車上得以普及的時候，側氣囊問世
了。側氣囊安裝在座椅靠背里或中央立柱內部，用于發生側面碰撞時保護乘員的肩和胸部
。至此乘員輔助保護系統的空氣囊數量已有四個。
四氣囊也沒有維持多少時間，窗簾氣囊的出現很快結束了四氣囊的時代。窗簾氣囊用于發
生側面碰撞時保護乘員的頭部和肩部。在日益關注汽車安全性的今天，市場上的中級以上
轎車大部分都裝配了“六氣囊”。
正當“六氣囊”一統天下，被眾多汽車銷售商寫在宣傳頁上的時候，膝蓋空氣囊和翻
轉（側翻）空氣囊開始作為部分豪華車的標準配置或可選配置。并且增加了氣囊分級展開
功能；乘員監測功能；碰撞時燃油切斷功能。到目前為止，據筆者所知的配置安全氣囊數
量最多已達十二個。試想，駕駛車輛時被十幾個安全氣囊所環繞，那將是怎樣的一種安全
感！
展開 
汽車側面柱碰撞的乘員保護（GB 37337-2019）-手機客戶端觀看請點擊圖片查看高清內容
GB∕T 37337-2019 汽車側面柱碰撞的乘員保護.pdf
使用LS-DYNA/CarMaker/Model Center聯合仿真方法進行ADAS事件前后的汽車乘員保護
Senior Principal Application Engineer
視頻鏈接：使用 LS-DYNA/Carmaker/Model Center聯合仿真方法進行ADAS事件前后的汽車乘員保護
技術校對：董驍， Ansys高級應用工程師；整理編輯：俞琴
吉利路特斯高薪誠聘NVH，安全性能開發主任工程師！
地點：
寧波/武漢
職位：
安全性能開發主任工程師（乘員保護）
崗位職責：
負責乘員保護開發技術要求制定與輸出，VDS、SDS制定；
負責乘員保護性能開發相關造型及布置校核
負責乘員保護虛擬性能目標定義、分解及達成。
負責乘員保護碰撞仿真模型的搭建、分析及優化。
負責乘員保護CAE優化方案與產品部門溝通交流，推動實施。
負責乘員保護性能開發各階段試驗策劃，相關試驗樣車狀態核查與驗收、試驗跟進。
負責整車、臺車及系統試驗結果分析及優化、方案推進與跟蹤落實，報告編制及相關交付物歸檔。
職位要求：
負責乘員保護開發技術要求制定與輸出，VDS、SDS制定；
負責乘員保護性能開發相關造型及布置校核
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展開 CNCAP2021--乘員保護
CNCAP-2021:
ENCAP-2020:
MPDB試驗方案：中歐對比
>>>碰撞形式:
試驗臺車與測試車輛進行正面對碰；
雙方速度均為50km/h；
前端重疊率為50%；
>>>臺車規格:
等同AE-MDB臺車 ；
>>>前端蜂窩鋁:
EURO-NCAP 2020年版本；
離地高度150mm±5mm；
評估區域要求；
>>>假人放置:
駕駛員位置1個THOR 50th假人；
副駕駛位置1個HIII 5th假人；
后排放置HIII 5th和Q10兒童假人；
假人極限：
>>>THOR假人限值
>>>HIII 5%假人限值：
正面碰撞罰分項-FRB,MPDB
>>>前排假人罰分項
>>>后排假人罰分項
展開 普通乘用車白車身輕量化設計方法
3.2 模型驗證
3.2.1 正碰模型驗證
按照國家標準GB11551-2003《乘用車正面碰撞的乘員保護》，進行剛性壁障整車正面碰撞仿真分析，其假人傷害指標應滿足標準規定要求；提取白車身結構抗撞性評價指標，如前端最大壓潰量、B柱碰撞加速度曲線、防火墻最大侵入量、白車身吸能量曲線。
3.2.2 側碰模型驗證
按照GB20071-2006《乘用車側面碰撞的乘員保護》，進行整車側面碰撞仿真分析，其假人傷害指標應滿足標準規定要求；提取白車身結構抗撞性評價指標，如側面最大侵入量、B柱碰撞加速度曲線、白車身吸能量曲線。
3.2.3 正面偏置碰撞模型驗證
按照GB/T20913-2007《乘用車正面偏置碰撞的乘員保護》，進行整車正面偏置碰撞仿真分析，其假人傷害指標應滿足標準規定要求；提取白車身結構抗撞性評價指標，如前端最大壓潰量、B柱碰撞加速度曲線、防火墻最大侵入量、白車身吸能量曲線。
3.3 白車身輕量化多目標優化設計
3.3.1 優化目標函數
以白車身的質量最小及正、側和偏置碰撞時B柱最大加速度最小為優化目標。
3.3.2 約束條件
以白車身的彎曲和扭轉剛度，一彎和一扭頻率不低于要求的值，正碰和偏置碰撞的前端最大壓潰量和白車身最大吸能量在某一范圍內，以及側碰車門最大侵入量、正碰和偏置碰撞防火墻最大侵入量為約束條件。
3.3.3 設計變量
根據靈敏度或相對靈敏度分析結果，以對白車身性能不敏感、但對白車身質量較敏感的白車身結構零件板厚、梁截面面積、形狀（邊長和夾角）為設計變量。
展開 Sub-Side Simulation Method
側面乘員保護建模依據不同的情況則有不同的建模方法，最直接的方法就是將內飾，約束系統以及假人放直接入整車模型進行仿真，但該計算量較大，對于某些計算資源不足的情況，有必要對乘員保護分析模型進行簡化，本文重點介紹一種簡化的建模方法：PSM法。
PSM(Prescribed Structure Motion)邊界條件能夠反映側面碰撞的真實情況，能夠更快、更好地獲得與實車一致的車身侵入狀態邊界條件，從而提高汽車側面約束系統仿真優化的工作效率和準確性。
子結構模型
子結構(Sub-Structure)模型是從整車結構模型中提取出來的， 子結構模型繼承了整車模型中作用在子結構上的載荷（邊界載荷）將必要的約束系統假人加入子結構來模擬整車環境下的乘員保護。因此，子結構內的所有的零部件位于子結構邊界條件內部，并且是完全的有限元計算輸入數據（幾何特征，厚度，連接關系，材料物理特性等）。子結構建模需要做兩次分析，第一次通過 INTERFACE 對需要關注的部分進行離散化，獲得關注部分邊界上的位移和速度精確數據，然后，利用之前獲得關注部分邊界信息驅動所關注的部分（子模型），一般子結構建模分三步。
01
子結構提取
子結構提取就是對整車模型根據需要進行切割，切除不需要的部分， 子結構提取原則：提取跟乘員保護約束系統假人等相關聯的部分，例如前碰的駕駛員側子結構，只要提取駕駛員艙相關聯的部分：門檻，地板，防火墻 A 柱，B 柱等 。
在對整車模型進行切割時要避開焊點，RgdBody 連接。提取的子結構內幾何特征，厚度，連接關系，材料物理特性，接觸等與整車保持一致。
展開 《汽車碰撞安全技術 》
內容主要包括汽車碰撞安全技術及碰撞安全法規的發展歷史與現狀，汽車碰撞安全性設計與改進的基本方法，汽車碰撞過程計算機仿真的理論與方法，汽車碰撞過程計算機仿真建模與應用，汽車乘員保護系統及汽車碰撞試驗技術與應用等。這些問題各有特點，又相互關聯，是現代汽車碰撞安全技術研究中不可缺少的重要內容。本書既涉及理論與方法，又包含相關技術與裝備；既討論了碰撞仿真技術，也研究了碰撞試驗技術；既注重汽車結構的碰撞安全性問題，又考慮了乘員保護系統。本書所討論的理論、方法和技術都經實踐證明有效，并應用在工程實際中，產生了顯著的社會效益的經濟效益。本書可作為高等院校車輛工程專業研究生教材、本科生選修課教材以及工程技術人員的參考書，也可作為相關技術管理人員的決策參考書。
展開 
《汽車碰撞與安全》
全書共5章，第1章分析汽車交通事故；第 2章對比、綜述各國汽車碰撞安全法規；第3章介紹了整套撞車試驗方法；第4章專門論述乘員保護；第5章展示模擬計算技術在被動安全性研究的最新應用實例。本書適合作為汽車相關專業的教材，各汽車廠家、研究機構的技術參考資料，也是愛車一族增強對汽車安全性能了解的必備指南。
技術鄰學院丨就一篇帖子，讓你Hypermesh從入門到精通
基于 HyperMesh 的輕型卡車駕駛室乘員保護建模仿真
本文運用HyperMesh 工具建立有限元模型，對某型新開發的輕型卡車的駕駛室乘員保護性能進行模擬評估，找出三項碰撞測試試驗的關鍵影響因素，為輕型卡車的駕駛室乘員保護開發提供設計指導。
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基于HyperMesh軟件，本文通過某塑料燃油箱的機械強度分析為例，介紹了軟件的前處理功能以及應用方法，能為燃油箱產品設計提供一定的參考價值。
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展開 Ansys LS-DYNA在工程機械行業應用
橋式吊車繩索模擬案例分享
背景
-廣泛使用，負荷較大
-持續軸向動態載荷，彎矩及扭矩
-復雜的1D-3D接觸
-合適的1維單元材料本構：*MAT_MOMENT_CURVATURE_BEAM
建模
材料參數
邊界條件
結果分析I
結果分析II
附錄
LS-DYNA工程機械典型應用
車輛相關
ROPS
ROPS–法規–試驗
客車：Roll-Over Crashworthiness
商用車——ECE R29-03
-工信部官網于2019年7月8日發布消息，為適應我國商用車性能高速發展現狀，不斷提高商用車乘員保護技術要求，工業和信息化部裝備工業司組織行業機構、重點企業等單位開展了強制性國家標準GB26512-2011的修訂工作
-《商用車駕駛室乘員保護》基本框架：結合我國實際現狀，全面采用UN ECE R29（03系列）技術要求
客戶案例
高度非線性場景
材料本構
試驗&仿真
Element Erosion
仿真方法——FEM
-精度高
-建模和邊界條件容易加載
-大變形不易
-刪單元影響力和能量
仿真方法——FEM—DEM/SPH
仿真方法——SPG
SPG Features
? Galerkin framework: the same as the conventional FEM
‐Numerically accurate and robust in solid and structure analysis
‐Straightforward to reuse and couple with existing FEM models
? Capable to deal with large material
展開 MADYMO安全帶建模及正面碰撞應用
本文詳細介紹MADYMO 安全帶及正面碰撞模型的建模流程；并利用此模型， 從乘員運動 姿態、頭胸部傷害響應值、和ride-down 效率等方面，對比不同安全帶預緊器模型對乘員的 保護作用。計算結果表明，利用預緊器消除安全帶的初始松弛量，可顯著提高乘員的 Ride-down 效率，并有效降低人體損傷值；在預緊量相同的情況下，鎖扣預緊器的ridedown 能量效率優于卷收器預緊器。在實際的工程應用中，利用MADYMO 模擬可有效匹配約束系 統的設計參數，實現穩健可靠的乘員保護性能。
MADYMO安全帶建模及正面碰撞應用.doc
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