汽车碰撞安全基础(自主模式)

自主模式

  • 什么是随堂模式?

    随堂模式课程一般为每学期一轮次,课程每周更新,作业、考试有截止时间,由课程提供方老师、助教指导,课程完结,成绩由老师确认后,统一发放证书。

  • 什么是自主模式?

    自主模式课程常年开放加入,课件全部开放,作业、考试无截止时间,有学堂在线招募选拔的助教指导,考核通过即可自动获得证书。

来自于: 清华大学 | 分类: 工程(686)

课程描述

汽车速度带给我们便捷的同时也带来碰撞伤害。这门课程将告诉你如何在汽车有限的空间和100毫秒的冲击时间内降低乘员受伤的风险和程度。

什么是认证证书?
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课程简介

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

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课程章节

第一单元:碰撞响应及碰撞性能评价
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
作业1
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
参考资料
第二单元:乘员约束系统
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
参考资料
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)
作业2
参考资料
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
参考资料
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
参考资料
第三单元:汽车结构与乘员载荷高度关联的工况
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
作业3
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
参考资料
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
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
参考资料
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
作业4
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
2019年6月15日直播视频
期末考试
期末考试

授课教师

  • 周青 清华大学 汽车工程系 教授

    清华大学汽车工程系教授,汽车工程系学术委员会主任,中国汽车工程学会汽车安全技术分会主任委 员,International Journal of Impact Engineering副主编。1985年毕业于北京大学力学专业,1988年获北 京大学固体力学硕士学位,1994年获得美国麻省理工学院应用力学博士学位,在MIT就读期间还获得机械工程 硕士学位。1994年至1999年在美国通用汽车公司研发中心工作,1999年至2003年在美国联邦政府交通部Volpe 研究中心工作,2003年开始在清华大学汽车工程系任教。研究领域为汽车碰撞安全性、乘员和行人碰撞保护、 车身轻量化、车身材料和结构在碰撞载荷下大变形失效,主持过多项政府和企业资助课题以及国际合作科研项 目。

  • 夏勇 清华大学 汽车工程系 副研究员

    清华大学汽车工程系副研究员,博士生导师,2004年-2006年在清华大学从事博士后研究工作,2006年-2010年担任助理研究员,2010年至今担任副研究员,其中2013年-2014年在美国麻省理工学院访问。现兼任汽车安全与节能国家重点实验室学术秘书,中国汽车工程学会汽车安全技术分会副秘书长,美国汽车工程师学会会员。

  • 聂冰冰 清华大学 汽车工程系 助理教授

    清华大学汽车工程系博士,助理教授,博士生导师。本科就读于清华大学车辆工程专业,期间获清华大学特等奖学金,随后留校直博于机械工程专业,读博期间曾到德国亚琛工业大学,车辆系统工程专业访学一年。2016年从美国弗吉尼亚大学应用生物力学中心回到清华大学汽车工程系,担任助理教授。汽车工程师学会(SAE)会员,Traffic Injury Prevention,International Journal of Crashworthiness, Society of Automotive Engineers World Congress,《医用生物力学》等期刊及学术会议审稿专家。

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