中国50百分位人体与标准试验假人正面碰撞响应差异的研究

论文摘要

目前,在中国正面碰撞法规试验以及新车评价体系中,要求采用的是HybridШ50百分位正碰试验假人,该型假人主要用于测量人体在汽车前碰撞中的生物力学响应。然而,中国50百分位人体与HybridШ50百分位假人在尺寸方面有较大不同,因此,依据HybridШ50百分位假人所设计的汽车是否能够很好的保护中国人体也就成了一大疑问。本文的目的是通过对比中国50百分位人体与HybridШ50百分位假人在相同或相似的碰撞条件下的响应,探讨研制符合中国人体特点的假人和假人模型的必要性。本文以仿真和试验两种手段进行了对比分析。在仿真分析中,利用比例缩放方法建立了一个符合中国50百分位人体的假人模型。同时,为了探讨模型在不同车型之间的响应差异,建立了仿真用微型车乘员约束系统模型与轿车乘员约束系统模型。在模拟正面碰撞的条件下,对比分析了在两个乘员约束系统模型中新建假人模型与HybridШ50百分位假人模型的响应差异。另外,为了探讨乘员约束系统参数改变对不同人体模型的响应的影响,本文通过改变约束系统模型座椅刚度、安全带刚度和安全带安装位置等进行了相应的参数研究。在试验研究中,本文不仅利用HybridШ50百分位假人进行了台车低速碰撞试验,而且还在国内率先开展了志愿者的台车低速碰撞试验,并对试验中假人和志愿者的运动学响应和动力学响应进行了比较。研究结果表明,中国50百分位人体与HybridШ50百分位假人在相同或相似碰撞情形下的响应有较大不同。中国50百分位人体头部和颈部的损伤参数明显大于HybridШ50百分位假人的相应参数,并且改变约束系统参数时,两假人模型响应的变化情况也不相同。因此,研制符合中国人体特点的假人和假人模型是必要的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 我国道路交通事故形态分析
• 1.2 汽车碰撞安全研究内容及方法
• 1.2.1 汽车碰撞安全研究内容
• 1.2.2 汽车碰撞安全研究方法
• 1.3 本课题研究的背景和意义
• 1.3.1 国内外研究现状
• 1.3.2 本课题的研究意义
• 1.4 本课题研究的主要内容
• 第2章 碰撞生物力学和试验假人及假人模型
• 2.1 碰撞生物力学的基本理论
• 2.2 损伤生物力学在前碰撞中的应用
• 第3章 仿真用假人模型建立
• 3.1 中国人体尺寸分析
• 3.1.1 人体主要尺寸
• 3.1.2 坐姿人体尺寸
• 3.2 建立假人模型的理论基础及方法
• 3.2.1 建立假人模型的理论基础
• 3.2.2 建立假人模型的方法
• 3.3 假人模型的建立
• 3.3.1 50 百分位男性正碰乘员模型
• 3.3.2 假人模型的建立
• 3.4 假人模型有效性论证
• 第4章 仿真对比分析
• 4.1 基于某微型车的碰撞仿真研究
• 4.1.1 微型车约束系统模型的建立
• 4.1.2 仿真模型预模拟
• 4.1.3 两假人模型在微型车碰撞模型中的仿真结果对比分析
• 4.2 微型车约束系统参数对两假人模型响应的影响对比
• 4.2.1 约束系统参数对Scaled假人模型响应的影响
• 4.2.2 约束系统参数对Hybrid Ш50 百分位假人模型响应的影响
• 4.3 基于某轿车的碰撞仿真研究
• 4.3.1 乘员约束系统模型的建立
• 4.3.2 碰撞模型预模拟
• 4.3.3 碰撞仿真条件设定
• 4.3.4 仿真结果对比分析
• 4.4 本章小结
• 第5章 试验研究
• 5.1 概述
• 5.2 试验准备
• 5.2.1 台车准备
• 5.2.2 假人标定
• 5.2.3 假人和志愿者试验准备
• 5.2.4 数据采集
• 5.2.5 试验速度控制及测量
• 5.3 试验结果
• 5.3.1 头部动态响应对比
• 5.3.2 运动学对比
• 5.4 本章小结
• 总结与展望
• 参考文献
• 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录
• 致谢