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Tsinghua University

汽车碰撞安全基础

Tsinghua University via XuetangX

Overview

汽车碰撞安全性设计和分析是汽车工程设计中的一个重要部分。汽车产品具有良好的碰撞安全性能,不

仅是法规和市场准入的基本要求,也是竞争市场的重要途径。减少道路交通事故伤亡具有重要的社会和经济意

义。汽车碰撞安全技术是核心技术,具有综合性和挑战性。本课程系统介绍汽车碰撞安全的基本原理、设计理

念和方法以及相关的前沿技术。本课程的英文版获得“清华大学精品课程”称号,并入选教育部来华留学英语

授课品牌课程。课程主要内容包括:


第一单元 碰撞响应及碰撞性能评价

第1讲:绪论 – 汽车碰撞安全的基本面

第2讲:汽车前碰撞结构响应与乘员乘降 – 汽车碰撞安全最基础的理论知识

第3讲:汽车碰撞事故中的人体碰撞响应与损伤 – 碰撞保护设计的出发点

第4讲:汽车碰撞安全性评价方法 – 汽车碰撞安全性能的考卷

第二单元 乘员约束系统

第5讲:汽车座椅安全带与气囊 – 有效的碰撞安全保护装置

第6讲:作为碰撞保护装置的汽车座椅 – 碰撞保护的支撑基础装置

第7讲:儿童乘员碰撞保护 – 不难理解的特殊性

第8讲:自适应乘员约束系统 – 针对个体和碰撞工况差异性的保护

第三单元 汽车结构与乘员载荷高度关联的工况

第9讲:汽车侧面碰撞保护 – 有限空间和时间内的资源优化

第10讲:乘员头碰撞保护 – 基于力学模型和分析的设计创新案例

第11讲:行人碰撞保护 –  协调造型、总布置和车身结构的设计

第四单元 冲击载荷下结构和材料的设计与分析

第12讲:汽车结构件的碰撞力学设计和分析 – 比拼力学功底

第13讲:汽车材料的冲击力学行为表征和仿真– 保证仿真结果可靠性的基础

第14讲:汽车轻量化和小型化与碰撞安全性 – 个体和整体的博弈与平衡

第15讲:小型电动车与电池的碰撞安全研究 –研究案例

Syllabus

  • 第1讲:汽车碰撞安全的基本面
    • 1-1:汽车安全问题的背景
    • 1-2:车辆碰撞过程
    • 1-3:汽车安全的定义
    • 1-4:乘用车组件及车身结构碰撞区域
    • 1-5:汽车碰撞的类型和碰撞设计要求
    • 1-6:汽车碰撞安全设计与分析过程
  • 第2讲:汽车前碰撞结构响应与乘员乘降(上)
    • 2-1:汽车碰撞波形的定义
    • 2-2:发动机对碰撞波形的影响
    • 2-3:车辆运动学分析
    • 2-4:乘员运动学分析
    • 2-5:乘员动力学(1)
    • 2-6:乘员动力学(2)
    • 补充:整车碰撞试验视频
  • 第2讲:汽车前碰撞结构响应与乘员乘降(下)
    • 2-7:基于等效方波的质量弹簧模型及约束系统刚度设计
    • 2-8:碰撞波形与乘员的约束系统设计匹配(上)
    • 2-9:碰撞波形与乘员约束系统设计匹配(下)
  • 第3讲:汽车碰撞事故中的人体碰撞响应与损伤
    • 3-1:冲击载荷下人体的受伤机理
    • 3-2:冲击载荷下人体的力学响应
    • 3-3:人体的损伤容限
    • 3-4:人体冲击力学的试验方法
    • 3-5:冲击载荷下人体胸部的力学响应
    • 3-6:人体胸部碰撞损伤容限
    • 3-7:冲击载荷下人体头部的力学响应与碰撞损伤容限
    • 3-8:人体其他部位碰撞损伤研究
  • 第4讲:汽车碰撞安全评价方法
    • 4-1:碰撞假人演变和开发历史
    • 4-2:混III 50百分位假人的结构
    • 4-3:其他碰撞假人
    • 4-4:假人的生物逼真度控制和改进
    • 4-5: 碰撞假人主要结构介绍
    • 4-6:典型整车碰撞试验过程介绍
    • 4-7:典型滑车碰撞试验
    • 补充1 正面100%重叠刚性壁障碰撞试验
    • 补充2 正面40%重叠可变形壁障碰撞试验
    • 补充3 可变形移动壁障侧面碰撞试验
  • 第5讲:汽车座椅安全带与气囊
    • 5-1:安全带与气囊的功能
    • 5-2:安全带结构
    • 5-3:气囊的结构与工作原理
    • 5-4:气囊的潜在危险性
    • 5-5:气囊对离位乘员的危险性
    • 5-6:碰撞感知的概念与难点
    • 5-7:点爆策略的制定过程
    • 5-8:周青教授解读汽车乘员约束系统工作原理
  • 第5讲补充:安全气囊控制单元的碰撞感知与标定
    • 第6讲:作为碰撞保护装置的汽车座椅
      • 6-1:汽车座椅的结构
      • 6-2:颈部挥鞭伤及影响因素
      • 6-3:座椅的功能和碰撞安全性设计
      • 6-4:防挥鞭伤的原理和保护装置
      • 6-5:座椅刚性和柔性的争议
      • 6-6:基于座椅滑动的尾撞乘员保护
      • 6-7:座椅主要结构及功能介绍
      • 6-8:基于座椅滑动的尾撞乘员保护(会议报告版)
    • 第7讲:儿童乘员碰撞保护
      • 7-1:儿童乘员碰撞保护问题
      • 7-2:儿童身体生物力学特性及伤害研究
      • 7-3:获取儿童损伤生物力学特性数据及儿童假人设计
      • 7-4:儿童乘员约束系统
      • 7-5: 儿童乘员约束系统碰撞性能评价
      • 7-6:儿童座椅台车试验过程介绍
      • 7-7:儿童约束系统使用正确与否的对比
    • 第8讲:自适应乘员约束系统
      • 8-1:碰撞法规试验的单一性与交通事故的多样性
      • 8-2:自适应乘员约束系统优化仿真平台
      • 8-3:可调式乘员约束系统构型优化结果56kph工况
      • 8-4:可调式乘员约束系统构型优化结果40kph工况
    • 第9讲:侧面碰撞保护
      • 9-1:侧面碰撞保护设计评价方法
      • 9-2:侧面碰撞过程分析
      • 9-3:髋部缓冲衬垫设计考量举例
      • 9-4 :侧面碰撞缓冲衬垫设计
      • 9-补充1:车与车侧面碰撞试验
      • 9-补充2:C-NCAP可变形移动壁障侧面碰撞试验
      • 9-补充3:侧面柱碰撞试验
      • 9-补充4:可变形移动壁障侧面碰撞试验
    • 第10讲:乘员头碰撞保护
      • 10-1:乘员头部碰撞问题的背景
      • 10-2:力学建模及其依据
      • 10-3:研究结果如何指导乘员头部碰撞保护设计
      • 10-4:乘员头碰撞小结
    • 第11讲:行人碰撞保护
      • 11-1: 行人碰撞事故特点及伤害
      • 11-2:行人下肢碰撞损伤机理研究
      • 11-3:行人安全评价方法、法规及实验模块
      • 11-4: 基于行人模块试验评价方法利弊
      • 11-5:车辆前端结构的行人碰撞保护设计
      • 11-补充1 行人碰撞保护中成人及儿童头模块碰撞试验
      • 11-补充2 行人碰撞保护中下肢模块碰撞试验
    • 第12讲:汽车结构件的碰撞力学设计和分析
      • 12-1:薄壁管件轴向压溃设计和分析
      • 12-2:塑性铰的概念
      • 12-3:薄壁方管轴向压溃变形模式和机理及其力学模型
    • 第13讲:汽车材料的冲击力学行为表征和仿真
      • 13-1:结构和材料碰撞响应之复杂性
      • 13-2:冲击载荷下材料的表征与测试-材料特性的复杂性
      • 13-3:冲击载荷下材料的表征与测试-应用环境的复杂性
      • 13-4:冲击载荷下材料的表征与测试-试验设计与优化
      • 13-5:碰撞载荷下材料和结构的建模与仿真
    • 第13讲补充:数据驱动的材料冲击力学性能表征与建模
      • 第14讲:汽车轻量化和小型化与碰撞安全性
        • 14-1:影响两车相撞安全性的因素
        • 14-2:具体说明重量、刚度、几何尺寸等如何影响两车相撞安全性
        • 14-3: 不同重量级别汽车的安全性设计
        • 14-4:事故统计及车重的发展
        • 14-5:轻量化技术对汽车安全利大于弊
      • 第15讲:小型电动车及电池的碰撞安全性
        • 15-1:电动车事故
        • 15-2: 电动车电池排布及电池的细观结构
        • 15-3: 电池的起火条件及设计准则
        • 15-4: 电池碰撞安全性研究
        • 15-5:小型轻量化电动车的碰撞安全性研究
      • 第16讲:电动汽车和智能汽车的安全性挑战
        • 期末考试

          Taught by

          Qing Zhou, Xia Yong, and Nie Bingbing

          Tags

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