都雪靜，王東升，裴玉龍，王占宇

(東北林業(yè)大學(xué) 交通學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150040)

汽車模擬碰撞試驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)及仿真驗(yàn)證*

都雪靜，王東升，裴玉龍，王占宇

(東北林業(yè)大學(xué) 交通學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150040)

為研究交通事故中車載群體散落物的分布特征，在參照國內(nèi)外汽車碰撞試驗(yàn)臺的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了汽車模擬碰撞試驗(yàn)裝置。根據(jù)模擬碰撞試驗(yàn)裝置中碰撞速度的要求，對三相異步電機(jī)的選取和牽引繩的強(qiáng)度進(jìn)行了計(jì)算，并用ANSYS/LS-DYNA軟件對整個(gè)模擬碰撞試驗(yàn)裝置進(jìn)行仿真。結(jié)果表明：該試驗(yàn)裝置可以使試驗(yàn)車在一定的距離內(nèi)加速到規(guī)定的碰撞速度，能夠模擬汽車低速下的正面碰撞，并滿足有關(guān)國家法規(guī)的要求。試驗(yàn)車具有足夠的強(qiáng)度，可以重復(fù)使用。

車輛工程；汽車碰撞；群體散落物；分布特征；仿真驗(yàn)證

目前我國正處于經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展時(shí)期，道路交通事故發(fā)生頻繁，往往造成大量的民事糾紛和刑事糾紛[1]。在道路交通事故再現(xiàn)過程中，碰撞速度是最關(guān)鍵的因素[2]，在實(shí)際交通事故鑒定中，事故處理人員通常依據(jù)輪胎制動痕跡來計(jì)算事故汽車碰撞速度，進(jìn)而再現(xiàn)車輛的運(yùn)動狀態(tài)和碰撞位置，查出事故發(fā)生的原因，劃分事故責(zé)任[3-4]。目前，大部分車輛裝備有 ABS、ESP、TCS、EBD 等系統(tǒng)，導(dǎo)致車輛在事故發(fā)生后，現(xiàn)場路面輪胎印跡經(jīng)常難以識別或無印跡，致使通過輪胎印記進(jìn)行汽車碰撞速度的求解方法受限。

道路交通事故現(xiàn)場通常會留有大量的散落物，這些散落物是汽車碰撞瞬間產(chǎn)生的，具有汽車碰撞瞬間相同的速度，因此一些學(xué)者開始著重研究散落物分布特征和汽車碰撞速度的關(guān)系[5]。散落物分布特征的研究方法主要有實(shí)車碰撞試驗(yàn)和計(jì)算機(jī)仿真兩大類。實(shí)車碰撞試驗(yàn)可以較好的模擬實(shí)際交通事故，得到散落物的分布特征和碰撞車速的關(guān)系，但是實(shí)車碰撞試驗(yàn)是破壞性試驗(yàn)，需要較大的試驗(yàn)場地和較高的試驗(yàn)成本。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，尋求汽車碰撞后散落物的分布特征成為了一種新的研究方法。汽車碰撞計(jì)算機(jī)仿真的試驗(yàn)方法操作簡單，成本較低，但是實(shí)際交通事故中有許多不確定因素，仿真結(jié)果和實(shí)際有一定的差距。因此，在研究過程中，仿真結(jié)果必須和實(shí)車碰撞試驗(yàn)得到的結(jié)果相互驗(yàn)證。

我國貨車的主要用途是運(yùn)輸貨物。為賺取更大的運(yùn)輸利潤，大多數(shù)貨車在運(yùn)輸過程中均處于超載狀態(tài)，駕駛員經(jīng)常疲勞駕駛，極易導(dǎo)致嚴(yán)重的交通事故[6]。在研究車載群體散落物的分布狀態(tài)與碰撞車速的關(guān)系時(shí)，由于群體散落物的分布具有不確定性，需要多次重復(fù)試驗(yàn)才能找出其規(guī)律。如果采用實(shí)車碰撞試驗(yàn)，需要成本太高，并且浪費(fèi)資源。

因此筆者以貨車為研究對象，根據(jù)貨車的碰撞特性以及國內(nèi)外汽車碰撞試驗(yàn)臺設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)了一套汽車模擬碰撞試驗(yàn)裝置，對各個(gè)部件進(jìn)行了詳細(xì)介紹和計(jì)算，并用ANSYS/LS-DYNA對試驗(yàn)車進(jìn)行了顯式動力學(xué)仿真，確保試驗(yàn)車車架具有足夠的強(qiáng)度，可多次重復(fù)試驗(yàn)。筆者的研究內(nèi)容可為汽車模擬碰撞試驗(yàn)裝置提供理論依據(jù)，為更好的研究交通事故中車載群體散落物分布特征奠定了基礎(chǔ)。

1 裝置方案設(shè)計(jì)

汽車實(shí)車碰撞是破壞性試驗(yàn)，需要較大的試驗(yàn)場地，研究成本較高。根據(jù)相似理論，筆者設(shè)計(jì)了一套結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)節(jié)方便的汽車模擬碰撞試驗(yàn)裝置。該試驗(yàn)裝置利用三相異步電機(jī)牽引試驗(yàn)車，加速到規(guī)定的速度后撞擊固定障礙壁，可以模擬裝載群體散落物的汽車正面碰撞的試驗(yàn)，從而得到車載群體散落物的分布情況。該試驗(yàn)裝置可以通過調(diào)整碰撞車速，研究不同速度下的群體散落物分布情況；可調(diào)整車廂高度，研究不同高度對群體散落物分布情況的影響；可利用試驗(yàn)車裝載不同的貨物，研究貨物的屬性對群體散落物分布特征的影響。

在參考國內(nèi)外汽車碰撞試驗(yàn)臺的基礎(chǔ)上，該汽車模擬碰撞試驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)滿足以下原則：① 盡量降低成本；② 試驗(yàn)可以在室內(nèi)進(jìn)行；③ 試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)簡單，可以重復(fù)使用；④ 能模擬汽車低速下的正面碰撞，并符合相關(guān)國家法規(guī)的要求[7]。

1.1 裝置組成

該汽車模擬碰撞試驗(yàn)裝置主要包括模擬碰撞試驗(yàn)車、牽引裝置、速度控制裝置、測速裝置、安全保護(hù)裝置、固定障礙壁、照相機(jī)和攝像機(jī)。

1.1.1 模擬碰撞試驗(yàn)車

試驗(yàn)車是整個(gè)模擬碰撞試驗(yàn)裝置的主要部件和基礎(chǔ)。為了試驗(yàn)結(jié)果和實(shí)際交通事故中散落物的分布特征最大程度的接近，根據(jù)相似原理，筆者選用市場上較具有代表性的某款輕型卡車作為參照，模擬碰撞試驗(yàn)車的外形尺寸和實(shí)際貨車外形尺寸采用1∶5的比例設(shè)計(jì)，試驗(yàn)車的外形尺寸如表1。

表1 試驗(yàn)車外形尺寸Table 1 Dimensions of test vehicle mm

試驗(yàn)車由車架、保險(xiǎn)杠、駕駛室、貨箱和貨箱支架5部分組成。為便于更換保險(xiǎn)杠和調(diào)整貨箱高度，試驗(yàn)車的保險(xiǎn)杠和車架之間、貨箱和貨箱支架之間均采用螺栓連接，其余部件的連接方式采用焊接；為保證試驗(yàn)車可多次重復(fù)使用，車架應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度。在設(shè)計(jì)的碰撞速度下，大部分能量通過保險(xiǎn)杠的變形吸收，車架基本不發(fā)生塑性變形，通過更換保險(xiǎn)杠即可進(jìn)行下次試驗(yàn)[8]。模擬碰撞試驗(yàn)車如圖1。

圖1 模擬碰撞試驗(yàn)車Fig.1 Simulation impact test device

1.1.2 牽引裝置

牽引裝置主要有三相異步電機(jī)、電機(jī)支架，滾筒和牽引繩。牽引裝置給整個(gè)汽車模擬碰撞裝置提供動力，電機(jī)通過電機(jī)軸與滾筒相連，牽引繩的一端用卡環(huán)固定在滾筒上，另一端通過掛鉤與試驗(yàn)車連接。電機(jī)支架被Φ=12 mm的膨脹螺栓固定在實(shí)驗(yàn)室地面上，電機(jī)啟動后帶動滾筒轉(zhuǎn)動，使?fàn)恳K不斷在滾筒上纏繞，從而拖動試驗(yàn)車到規(guī)定的速度[9]。

1.1.3 速度控制裝置

速度控制裝置選用TVFE9-4055G矢量控制型變頻器。變頻器(VFD)是應(yīng)用變頻技術(shù)與微電子技術(shù)，通過改變電機(jī)工作電源頻率方式來控制交流電動機(jī)的電力控制設(shè)備。變頻器可以控制輸入三相異步電機(jī)電流的頻率和加速時(shí)間，改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而通過牽引繩改變試驗(yàn)車的碰撞速度。由于變頻器控制電流頻率的方式是按照當(dāng)前電流頻率的百分比進(jìn)行控制的，試驗(yàn)前，操作人員應(yīng)該計(jì)算出相應(yīng)百分比下的碰撞車速，并進(jìn)行實(shí)際測試，為試驗(yàn)時(shí)精確控制車速做好準(zhǔn)備工作。

1.1.4 測速裝置

測速裝置主要選用CS-10型雷達(dá)測速儀。測速雷達(dá)主要利用了多普勒效應(yīng)原理制作的一種測速儀器，主要根據(jù)當(dāng)目標(biāo)向雷達(dá)天線靠近時(shí)，反射信號頻率將高于發(fā)射機(jī)頻率；反之，當(dāng)目標(biāo)遠(yuǎn)離天線而去時(shí)，反射信號頻率將低于發(fā)射機(jī)頻率，從而可以計(jì)算出目標(biāo)與雷達(dá)的相對速度。雷達(dá)測速儀在測量速度時(shí)，真實(shí)的目標(biāo)速度是目標(biāo)沿雷達(dá)波束中心軸作直線運(yùn)動時(shí)獲得的，如果天線指向與目標(biāo)運(yùn)動方向存在著一定的夾角，測量的速度讀數(shù)是低于實(shí)際的目標(biāo)速度。為了在試驗(yàn)時(shí)測量的速度值盡可能逼近試驗(yàn)車的實(shí)際速度，試驗(yàn)人員在測量時(shí)應(yīng)盡可能地減小測量夾角，從而減小試驗(yàn)誤差。

1.1.5 安全保護(hù)裝置

安全保護(hù)裝置主要包括15 kg標(biāo)準(zhǔn)重塊、彈性皮帶和安全繩。彈性皮帶采用運(yùn)動員抗阻訓(xùn)練用皮帶，其尺寸為長2 m、寬0.04 m、厚0.005 m，其所能承受的最大拉力超過500 N。安全繩選用直徑為8 mm的棉質(zhì)安全繩，其所能承受最大拉力為900 N。通過彈性皮帶將標(biāo)準(zhǔn)重塊和安全繩相連，彈性皮帶在安全保護(hù)裝置中起到緩沖吸能作用。試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)車在牽引繩的帶動下加速到規(guī)定的速度，如果未能按照規(guī)定的運(yùn)動軌跡和固定障礙壁相撞，試驗(yàn)車將會通過安全繩帶動標(biāo)準(zhǔn)重塊向前運(yùn)動。在摩擦力的作用下，試驗(yàn)車逐漸停止運(yùn)動。

1.2 工作原理

本模擬碰撞試驗(yàn)裝置主要采用三相異步電機(jī)通過牽引繩帶動試驗(yàn)車加速的加速方式，首先根據(jù)試驗(yàn)所要求的碰撞車速，推算變頻器的輸出電流的頻率占輸入電流頻率的百分比，牽引繩通過固定滑輪連接在試驗(yàn)車上，通過三相異步電機(jī)將電能轉(zhuǎn)化為試驗(yàn)車的動能，給試驗(yàn)車施加一個(gè)力，使其獲得一個(gè)極大的初始加速度。經(jīng)過反復(fù)計(jì)算和試驗(yàn)，確定變頻器控制三相異步電機(jī)的運(yùn)行時(shí)間，控制試驗(yàn)車在固定障礙物前1 m的距離時(shí)和牽引繩斷開連接，從而做到在試驗(yàn)車和固定障礙壁碰撞時(shí)不受牽引繩的影響。群體散落物裝載在試驗(yàn)車貨箱中，當(dāng)發(fā)生碰撞后，群體散落物在地面上以一定的形狀分布。試驗(yàn)時(shí)，用高速攝像機(jī)拍攝整個(gè)碰撞過程及群體散落物的分布特征，便于日后的分析及數(shù)據(jù)處理。試驗(yàn)車的貨箱可以沿著貨箱支架上下移動，試驗(yàn)過程中可以調(diào)節(jié)貨箱高度。本汽車模擬碰撞試驗(yàn)裝置可以模擬貨箱高度不同、裝載不同貨物的貨車在不同速度下的汽車正碰試驗(yàn)，從而為研究在交通事故中車載群體散落物的分布特征與汽車的碰撞速度的關(guān)系提供了一套試驗(yàn)裝置。

2 設(shè)計(jì)及計(jì)算

2.1 電機(jī)的選擇

根據(jù)試驗(yàn)車三維模型圖計(jì)算可知，試驗(yàn)車的重量為30 kg。在試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)車裝載的群體散落物最大重量為5 kg。由于汽車模擬碰撞試驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行，試驗(yàn)車的加速距離為9 m，該汽車模擬碰撞試驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)的最高碰撞速度為50 km/h，因此牽引裝置中三相異步電機(jī)必須能夠提供足夠的牽引力。試驗(yàn)車在加速過程中受到摩擦力、空氣阻力和牽引力。根據(jù)能量守恒定律，可以算出該試驗(yàn)裝置中所需電機(jī)功率的大小。

假設(shè)試驗(yàn)車的加速距離為9 m，則摩擦力對試驗(yàn)車所做的功如式(1)：

W1=mgfl

(1)

式中：W1為摩擦力對試驗(yàn)車所做的功，J；m為試驗(yàn)車和群體散落物的總重量，kg，m=35；g為重力加速度，m/s2；f為試驗(yàn)車的摩擦系數(shù)，f=0.015；l為試驗(yàn)車的加速距離，m，l=9。

假設(shè)試驗(yàn)車的加速距離為9 m，則空氣阻力對試驗(yàn)車所做的功如式(2)：

(2)

式中：W2為假設(shè)試驗(yàn)車以50 km/h運(yùn)動時(shí)，空氣阻力對試驗(yàn)車所做的功，J；CD為空氣阻力系數(shù)，CD=0.7；A為迎風(fēng)面積，即試驗(yàn)車行駛方向的投影面積，m2；ua為試驗(yàn)車的行駛速度，km/h，ua=50。

試驗(yàn)車的動能如式(3)：

Ek=1/2mv2

(3)

式中：Ek為試驗(yàn)車的動能，J；v為試驗(yàn)車的行駛速度，m/s，v=13.89。

假設(shè)試驗(yàn)車以50 km/h的速度勻速通過加速距離，則所需的時(shí)間如式(4)：

t=l/v

(4)

式中：t為試驗(yàn)車運(yùn)動時(shí)間，s；l為加速距離，m；v為試驗(yàn)車運(yùn)動速度，m/s。

根據(jù)公式(4)，計(jì)算可得t=0.648 s。

由能量守恒定律可知，三相異步電機(jī)所做的功如式(5)：

W=W1+W2+Wk=pt1

(5)

式中：W為發(fā)動機(jī)所做的功，J；p為發(fā)動機(jī)的功率，W；t1為發(fā)動機(jī)工作時(shí)間，s，t1=0.648。

根據(jù)公式(1)～式(5)計(jì)算可得：試驗(yàn)車達(dá)到最高車速所需要的三相異步電機(jī)的最大功率為5.24 kW，因此本碰撞模擬試驗(yàn)裝置的三相異步電機(jī)選取功率為5.5 kW的2極電機(jī)，型號為Y132S1-2。

2.2 滾筒和牽引繩的設(shè)計(jì)

模擬碰撞試驗(yàn)裝置工作時(shí)，電機(jī)通過電機(jī)軸帶動滾筒轉(zhuǎn)動，滾筒纏繞牽引繩，從而帶動試驗(yàn)車加速到規(guī)定的速度?？梢钥闯鰸L筒的尺寸大小和強(qiáng)度關(guān)系到整個(gè)模擬碰撞試驗(yàn)的成功與否。根據(jù)國家法規(guī)的要求，本模擬碰撞試驗(yàn)裝置可以模擬正碰的最高速度為50 km/h，滾筒的最小直徑為：

(6)

式中：v為試驗(yàn)車的行駛速度，m/s，v=13.89；nmax為電機(jī)的最大轉(zhuǎn)速，r/min；π為圓周率。

將各個(gè)參數(shù)代入公式(6)得：d1=92 mm。

取c=1.3倍的安全系數(shù)，則滾筒半徑為：

r=cd1/2=60

(7)

式中：r為滾筒的半徑，mm；c為安全系數(shù)。

電機(jī)通過牽引繩所以能產(chǎn)生的最大拉力：

(8)

式中：F為牽引繩的最大拉力，N；P為電機(jī)的額定功率，kW；k為電機(jī)最大轉(zhuǎn)矩是額定轉(zhuǎn)矩的倍數(shù)；n為電機(jī)轉(zhuǎn)速，r/min；r為滾筒半徑，m。

將各個(gè)參數(shù)代入式(8)，得：F=694.3 N。

由GB/T 20118—2006《一般用途鋼絲繩》[10]，選用6×7+FC類4 mm粗纖維芯鋼絲繩。

目前，還未有滾筒厚度精確的計(jì)算公式。在機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)，筆者采用經(jīng)驗(yàn)公式確定滾筒厚度，筒壁厚度為：

h=0.005d+6=6.6

(9)

式中：h為滾筒的筒壁厚度，mm；d為滾筒直徑，mm。

鋼絲繩公稱直徑4 mm，實(shí)際測量最大處直徑為4.28 mm。繩槽節(jié)距一般為鋼絲繩直徑與鋼絲繩上偏差的50%之和，即滾筒的繩槽節(jié)距如式(10)：

P=D+0.28×0.5

(10)

式中：P為滾筒的繩槽節(jié)距，mm，選用P=4.14；D為鋼絲繩的直徑，mm。

滾筒長度如式(11)：

Ld=L0+L1

(11)

式中：L0為纏繞鋼絲繩部分，mm；L1為無繩槽部分，mm。

(12)

式中：Hmax為鋼絲繩纏繞在卷筒上的最大長度，mm；D1為卷筒的直徑，mm；z1為鋼絲繩的安全圈數(shù)；P為節(jié)距，mm。

當(dāng)Hmax=25 000 mm、z1=2、P=4.14 mm；則L0=283 mm。取L1=10 mm，由式(11)可得：Ld=L0+L1=293 mm。

考慮各方面因素，筆者選用卷筒長度為L=300 mm。

3 模擬碰撞裝置可靠性仿真驗(yàn)證

3.1 仿真方案和材料參數(shù)

本次仿真試驗(yàn)的試驗(yàn)車三維模型采用UG軟件建立，導(dǎo)入ANSYS/LS-DYNA軟件，建立試驗(yàn)車及障礙物有限元模型[11]，并進(jìn)行碰撞仿真試驗(yàn)。根據(jù)我國汽車碰撞安全法規(guī)，汽車碰撞試驗(yàn)中試驗(yàn)車車速應(yīng)為50 km/h，因此設(shè)定試驗(yàn)車以50 km/h的速度與固定壁發(fā)生正面直線對心碰撞。障礙物采用剛性體，固定不動，仿真模型材料參數(shù)，如表2。

表2 仿真模型材料參數(shù)Table 2 Material parameters of simulation model

3.2 仿真結(jié)果和分析

為保證汽車模擬碰撞試驗(yàn)準(zhǔn)確性，在試驗(yàn)車和固定障礙壁碰撞試驗(yàn)中，試驗(yàn)車運(yùn)動速度和加速度應(yīng)與實(shí)車碰撞的變化相似。按照我國汽車碰撞安全法規(guī)，在某汽車實(shí)驗(yàn)中心以50 km/h速度對某款輕型卡車進(jìn)行正碰試驗(yàn)，得到實(shí)車碰撞試驗(yàn)數(shù)據(jù)。將仿真試驗(yàn)中測得的試驗(yàn)車的速度、加速度曲線與實(shí)車碰撞的速度、加速度曲線相比，比較結(jié)果如圖2。

圖2 正面碰撞中試驗(yàn)車與實(shí)車的速度和加速度曲線Fig.2 Velocity curve and acceleration curve of the test vehicle and real vehicle in frontal crash

由圖2可知：在汽車與固定障礙壁正碰試驗(yàn)中，試驗(yàn)車的速度、加速度曲線和實(shí)車碰撞的速度、加速度曲線變化基本一致。因此，該汽車模擬碰撞裝置可以模擬實(shí)車正碰試驗(yàn)。

仿真試驗(yàn)中，試驗(yàn)車碰撞前的速度為13.9 m/s，碰撞后的反彈速度為0.264 m/s，根據(jù)恢復(fù)系數(shù)e的計(jì)算公式：

(13)

式中：ν10、ν20為碰撞前瞬間物體A、B的速度(正面碰撞時(shí)ν20為負(fù)值)；ν1、ν2為碰撞后瞬間物體A、B的速度[12]。

計(jì)算可得：試驗(yàn)車恢復(fù)系數(shù)e=0.02。試驗(yàn)車在碰撞過程中為非彈性碰撞，碰撞能量主要通過試驗(yàn)車的塑性變形和彈性變形吸收。

試驗(yàn)車在與固定壁發(fā)生正面對心直線碰撞碰撞的16～34 ms內(nèi)，試驗(yàn)車的塑性應(yīng)變時(shí)序如圖3。

圖3 試驗(yàn)車的塑性應(yīng)變時(shí)序Fig.3 Plastic strain timing diagram of test vehicle

由圖3可知：在碰撞過程中，試驗(yàn)車的塑性應(yīng)變主要集中在保險(xiǎn)杠，塑性應(yīng)變越來越大，后保持不變，保險(xiǎn)杠的最大塑性應(yīng)變?yōu)?.39。說明在碰撞時(shí)，保險(xiǎn)杠受到最大應(yīng)力大于材料屈服強(qiáng)度235 MPa，發(fā)生了一定的塑性變形，并吸收一部分的碰撞能量[13]；試驗(yàn)車的車架未發(fā)生明顯的塑性變形，車架吸收的碰撞能量大部分是通過彈性變形吸收的，試驗(yàn)車的強(qiáng)度和剛度滿足試驗(yàn)要求。因此試驗(yàn)時(shí)，可以通過更換保險(xiǎn)杠的方式，直接進(jìn)行下次試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了試驗(yàn)車多次重復(fù)利用，可節(jié)約資源，減少試驗(yàn)成本。

4 結(jié) 論

筆者在參考國內(nèi)外汽車碰撞試驗(yàn)臺的基礎(chǔ)上，以某輕型卡車為模型車，設(shè)計(jì)了一套汽車模擬碰撞散落物分布試驗(yàn)裝置。

1) 通過設(shè)計(jì)計(jì)算和ANSYS/LS-DYNA軟件的計(jì)算機(jī)仿真驗(yàn)證，在試驗(yàn)過程中，試驗(yàn)車除保險(xiǎn)杠外的其它部件不會發(fā)生塑性變形。試驗(yàn)車可以多次重復(fù)利用，節(jié)約了試驗(yàn)成本。

2) 本汽車模擬碰撞試驗(yàn)裝置可以模擬貨箱高度不同、裝載貨物不同的貨車正碰試驗(yàn)，易于操作和控制。

3) 該試驗(yàn)裝置對于研究交通事故現(xiàn)場散落物分布的特征與汽車碰撞車速之間的關(guān)系有著非常重要的實(shí)際意義。

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Design and Simulation Verification of Vehicle Simulation Impact Test Device

DU Xuejing，WANG Dongsheng，PEI Yulong， WANG Zhanyu

(School of Traffic，Northeast Forestry University，Harbin 150040，Heilongjiang，P. R. China)

In order to study the distribution characteristics of group fallout loaded by vehicle in the traffic accident，a vehicle simulation impact test device was designed on the basis of the domestic and international automobile impact test benches. According to the requirements of collision speed in the simulation collision test device，the selection of three-phase induction motor and the strength of the traction rope were calculated，and the simulation of the whole system was carried out by using ANSYS/LS-DYNA software. The results show that the proposed test device can accelerate the test vehicle to a required crash speed within a certain distance and can simulate the frontal impact of vehicle at low speed，which meets the requirements of relevant national laws and regulations. Moreover，the proposed test device has enough strength and can be used repeatedly.

vehicle engineering; automobile collision; group fallout; distribution characteristics; simulation verification

10.3969/j.issn.1674-0696.2017.12.20

2016-03-30；

2017-03-22

中央高校專項(xiàng)資金資助項(xiàng)目(2572017DB01)；國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃重點(diǎn)專項(xiàng)項(xiàng)目(2017YFC0803901)；國家自然科學(xué)基金青年基金項(xiàng)目(51108068)

都雪靜(1975—)，女，吉林通化人，副教授，博士，主要從事汽車碰撞安全及事故分析方面的研究。E-mail：duxuejing99@163.com。

U461.91；TP391.9

A

1674-0696(2017)12-121-06

劉韜)