孕妇乘员保护措施研究

论文摘要

随着人们生活水平的不断提升以及汽车保有量的激增，汽车已经成为人们生活中必不可少的出行工具。而孕妇由于其体型庞大且行动不便，出门最可能的代步工具就是汽车，由此孕妇乘员的数量也在不断增加。孕妇是祖国未来的承载体，如何科学有效的保障孕妇的乘车安全也越来越受到人们的关注。但是安全研究者对孕妇乘员安全的研究仍处于初级阶段，且目前汽车上还没有一款专门针对孕妇乘车安全提供保护的安全系统，因此设计一种专门针对孕妇使用的保护装置对孕妇乘员保护具有极其重要的现实意义。本文基于孕妇子宫解剖学结构和孕妇乘员的损伤机理，对汽车碰撞中孕妇乘员的保护措施进行了研究，并提出了一种多功能组合式包裹状孕妇安全带。该多功能组合式包裹状孕妇安全带由两种不同功能的腹部织物与腰带、腿带组合而成，用于对不同孕期的孕妇提供保护。对于孕期在三个月及以下的孕妇，采用具有防辐射功能的片状织物与腰带组合成多功能组合式包裹状孕妇安全带；对孕期在三个月以上的孕妇乘车，采用能够包裹孕妇凸起腹部的弧形包裹织物与腰带、腿带组合成多功能组合式包裹状孕妇安全带。为使所设计的多功能组合式包裹状孕妇安全带尺寸适用于不同孕期孕妇，对所设计的多功能组合式包裹状孕妇安全带进行了样件试制与实际佩戴应用。为研究多功能组合式包裹状孕妇安全带对孕妇乘员的保护效果，建立了孕期为30周的子宫有限元模型和孕妇模型，并对所建子宫有限元模型和孕妇模型的有效性进行了验证；同时对孕妇有无佩戴多功能组合式包裹状孕妇安全带进行了不同碰撞车速的正面碰撞仿真和侧面碰撞仿真，仿真结果表明，多功能组合式包裹状孕妇安全带在正面碰撞和侧面碰撞中都能有效减小UPI处子宫壁应变值，降低胎盘早剥可能性，达到保护孕妇及胎儿的目的。同时对多功能组合式包裹状孕妇安全带的佩戴状态进行了对比研究，研究表明，多功能组合式包裹状孕妇安全带不应佩戴太紧，应与孕妇腹部刚好完全贴合，孕妇感觉舒适为宜。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 汽车安全概述
• 1.2 汽车乘员约束系统的国内外研究现状及研究意义
• 1.2.1 汽车乘员约束系统的国内外研究现状
• 1.2.2 汽车乘员约束系统的研究意义
• 1.3 孕妇乘员安全的国内外研究现状以及研究意义
• 1.3.1 孕妇乘员安全的国内外研究现状
• 1.3.2 孕妇乘员安全的研究意义
• 1.4 孕妇乘员保护的研究方法
• 1.4.1 实验研究
• 1.4.2 仿真研究
• 1.5 本文课题研究的背景及主要内容
• 第2章 孕妇腹部解剖结构及其损伤研究
• 2.1 孕妇腹部解剖结构
• 2.1.1 子宫
• 2.1.2 胎儿附属物
• 2.1.3 子宫的位置及与人体的连接
• 2.2 汽车碰撞中乘员损伤生物力学研究
• 2.2.1 损伤生物力学理论简介
• 2.2.2 碰撞载荷下乘员损伤机理
• 2.2.3 碰撞载荷下乘员损伤准则
• 2.3 汽车碰撞中孕妇乘员损伤机理研究
• 2.4 本章小结
• 第3章 孕妇模型的建立与验证
• 3.1 子宫有限元模型建立
• 3.1.1 HyperMesh软件功能简介
• 3.1.2 孕妇子宫有限元模型建立发展史
• 3.1.3 子宫有限元模型建立
• 3.2 孕妇模型建立
• 3.2.1 MADYMOR6.2.1软件简介
• 3.2.2 MADYMO5百分位女性人体模型简介
• 3.2.3 孕妇模型建立
• 3.3 孕妇模型验证
• 3.3.1 刚性杆冲击器仿真验证
• 3.3.2 安全带负载仿真验证
• 3.3.3 安全气囊替代品仿真验证
• 3.4 本章小结
• 第4章 正面碰撞孕妇乘员保护装置的保护效果研究
• 4.1 孕妇乘员保护装置结构设计与样件试制
• 4.1.1 孕妇乘员保护装置结构设计
• 4.1.2 孕妇乘员保护装置样件试制与实际佩戴应用
• 4.2 孕妇乘员保护装置模型建立
• 4.3 正面碰撞仿真模型建立
• 4.4 仿真结果对比分析
• 4.4.1 正面碰撞仿真动画对比
• 4.4.2 正面碰撞孕妇损伤参数对比
• 4.4.3 正面碰撞胎儿损伤参数对比
• 4.5 孕妇乘员保护装置佩戴状态保护效果研究
• 4.5.1 正面碰撞仿真模型建立
• 4.5.2 正面碰撞仿真结果对比分析
• 4.6 本章小结
• 第5章 侧面碰撞孕妇乘员保护装置的保护效果研究
• 5.1 侧面碰撞仿真模型建立
• 5.2 仿真结果对比分析
• 5.2.1 侧面碰撞仿真动画对比
• 5.2.2 侧面碰撞损伤参数对比
• 5.3 本章小结
• 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录