汽车驾驶员安全气囊的约束系统及仿真优化研究
汽车驾驶员安全气囊的约束系统及仿真优化研
究
摘要：通过计算机仿真方法研究驾驶员安全气囊的保护效果。建立驾驶员安全气囊模型以
及约束系统模型，并进行有效性验证，进行仿真分析。通过正交试验进行优化，确定约束系统
参数。结果表明，在正面碰撞中，优化后的驾驶员安全气囊对假人保护效果更好。
关键词：驾驶员安全气囊；约束系统；仿真优化；
作者简介：姜强，硕士，就读于辽宁工业大学。研究方向：车辆系统动力学及控制。；
基金：辽宁省自然基金项目（编号 201602369）资助；
Abstract:The protection effect of the driver's airbag is studied by computer simulation. Establish a
driver airbag model and a constraint system model, and verify the effectiveness and perform
simulation analysis. Optimization by orthogonal experiment to determine the constraints of the system
parameters. The results show that in the frontal collision, the optimized driver airbag has better
protection effect on the dummy.
Keyword:driver airbag; restraint system; simulation optimization;
前言
驾驶员安全气囊是汽车被动安全辅助装置[1,2],当发生正面碰撞时，驾驶员安全气囊在驾驶
员与车内饰之间瞬间展开，驾驶员头部因惯性与灌满气体的气囊接触，驾驶员头部达到缓冲，
起到保护作用。通过建立和优化标准的正面碰撞模型，并通过汽车实际碰撞试验数据进行验
证，模拟驾驶员的防护效果，对驾驶员安全气囊的结构进行优化。
1 驾驶员安全气囊建模与验证
本文采用 MADYMO 软件里自带的驾驶员安全气囊模型，通过 MEM3 单元进行网格划
分。使用 MADYMO 软件中的 FOLDER 模块，对未折叠的帘式气囊进行折叠，建立
FE_MODEL,通过 MADYMO 软件对气袋材料、气囊类型、气囊外界环境温度、气压、气体成
分等进行定义。最后通过 AIRBAG_CHAMBER 定义气体发生器。将建立好的驾驶员安全气囊
模型进行仿真计算。
图1 气囊体积变化实验与仿真对比
图1是建立的驾驶员安全气囊仿真模型静态起爆时，气囊体积变化与实验对比。可以看
出，驾驶员安全气囊仿真模型和试验展开过程体积变化比较吻合，验证了驾驶员安全气囊模型
展开时间、形状的有效性。通过静态起爆实验，模拟值与实验值基本一致，可以进行下一步研
究。
2 驾驶员约束系统建模与验证
基于 MADYMO 软件，建立正面碰撞车体需要利用 PSM 子结构思想，建立好的正面碰撞
车体能够模拟碰撞后的变形情况。采用上文已验证的气囊模型，从 MADYMO 软件中提取 50
百分位 HybridⅢ 型男性假人。上述已验证驾驶员安全气囊模型与车身和假人模型相匹配，建立
约束系统模型。
图2 驾驶员约束系统模型
摘要：
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汽车驾驶员安全气囊的约束系统及仿真优化研究 摘要：通过计算机仿真方法研究驾驶员安全气囊的保护效果。建立驾驶员安全气囊模型以及约束系统模型，并进行有效性验证，进行仿真分析。通过正交试验进行优化，确定约束系统参数。结果表明，在正面碰撞中，优化后的驾驶员安全气囊对假人保护效果更好。 关键词：驾驶员安全气囊；约束系统；仿真优化； 作者简介：姜强，硕士，就读于辽宁工业大学。研究方向：车辆系统动力学及控制。； 基金：辽宁省自然基金项目（编号201602369）资助； Abstract:The protection effect of the driver's airbag is studied ...
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作者：闻远设计
分类：非标机械电气自动化
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