Разработка математической модели манекена для проведения виртуальных испытаний автомобилей при краш-тестах

Аннотация 4
I. Введение 5
Состояние исследования 6
Описание технологии и инструментов исследования 6
Физическая модель манекена 12
Математическая модель манекена 16
Конечноэлементная модель манекена 17
Геометрическая и физическая нелинейность 21
Контактное взаимодействие 21
Твердотельная динамика 22
Фильтрация результатов 23
Исследование различных моделей манекенов 23
Простейшая модель 24
Промежуточная модель 31
Улучшенная модель манекена 39
Определение силы взаимодействия импактора и грудной клетки 49
Определение относительные перемещения грудины и позвоночника 52
Определение энергопоглощение грудной клетки в процессе удара 53
Моделирование динамических испытаний кабины легкового
автомобиля 54
II. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 63
1. Введение 63
2. Исходные данные 64
3. Определение плановой себестоимости проведения НИР 65
4. Затраты на проведение натурных экспериментов 68
5. Определение экономической эффективности 69
6. Заключение 70
III. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 71
1 Характеристика условий труда программиста 72
2 Требования к производственным помещениям 73
2.1 Окраска и коэффициенты отражения 73
2.2 Освещение 74
2.3 Параметры микроклимата 76
2.4 Вентиляция 78
2.5 Отопление 80
2.6 Шум и вибрация 81
2.7 Электромагнитное и ионизирующее излучения 82
3 Эргономические требования к рабочему месту 83
4 Режим труда 90
5 Опасность повышенного уровня напряженности электромагнитного
поля 91
5.1 Электробезопасность. Статическое электричество 94
5.2Обеспечение электробезопасности техническими способами и
средствами 95
5.3 Организационные и технические мероприятия по обеспечению
электробезопасности 96
6 Пожаробезопасность 96
6.1 Причины возникновения пожара 98
6.2 Профилактика пожара 98
7. Расчет освещенности 100
8. Построение дерева отказов для нежелательной
ситуации – холода в помещении 102
Дерево отказов 104
Заключение 105
Заключение 106
Список использованной литературы 108

В процессе работы были проанализированы три модели манекенов. Первая из рассмотренных моделей была простейшей. Был произведен анализ устройства модели: свойств материалов из которых была сделана модель, шарниров, демпферов. Было проведено тарировочное испытание удара импактора по грудной клетке модели. В процессе проведения тарировочного испытания модель вела себя не корректно. По этой причине простей-шая модель не анализировалась на соответствие необходимым параметрам при тарировочном испытании.
Следующей была проанализирована промежуточная модель. Был произведен анализ устройства модели: свойств материалов из которых была сделана модель, шарниров, демпферов. Данная модель была близка по геометрии к манекены на базе которого моделировалась рассматриваемая модель. Было проведено тарировочное испытание удара импактора по грудной клетке модели. Но в процессе проведения работы модель показа-ла математическую нестабильность. Анализ данной модели на соответствие необходимым требованиям по тарировке оказался невозможным.
Последней была рассмотрена усовершенствованная модель. Был произведен анализ устройства модели: свойств материалов из которых была сделана модель, шарниров, демпферов. Усовершенствованная модель наиболее близка по геометрии и внутреннему устройству к манекену на Hybrid III (от конструкции которого мы отталкивались). Было проведено тарировочное испытание удара импактора по грудной клетке модели.
После проведения испытания были получены результаты, которые были проанализированы. Манекен показал удовлетворительные результаты.
Далее с этим манекеном были проведены краш-тесты. Манекен был усажен в упрощенную модель кабины автомобиля. Рассматривалось два случая: манекен не закрепленный и закрепленный ремнями безопасности.
Манекен пристегнутый ремнями прошел по требованиям травмобезопасности.
Замена реальных краш-тестов на компьютерные является перспективным и выгодным.

Настоящий дипломный проект состоит из 109 стр. расчетно-пояснительной записки, включающей в себя 47 рисунков, 12 таблиц.
Использовано 18 литературных источников.
Цель работы: разработать математическую модель манекена для проведения виртуальных испытаний автомобилей при краш-тестах.
Была смоделирована и проанализирована, модель манекена отвечающая требованиям травмобезопасности. Модель прошла тарировочные испытания. С моделью манекена было проведено моделирование двух динамических испытаний: в первом случае перемещение манекена ограничивается только интерьером каины, во втором случае манекен так же закреплен трехточечной ременной системой.
Проведено определение экономической эффективности проведения научно-исследовательских работ по компьютерному моделированию испытаний модели манекена.
Было разработано рабочее место оператора ЭВМ, проведен расчес освещенности.

Работа включает в себя только пояснительную записку, графического материала в комплекте нет. Есть только схема (в компасе) манекена для оценки остаточного пространства.