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
课程大纲
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
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