汽車側(cè)面碰撞中的乘員損傷生物力學(xué)和防護(hù)措施研究.pdf

1、隨著汽車保有量的增長，交通事故頻繁發(fā)生，車輛安全性備受關(guān)注。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2005年我國發(fā)生的交通事故中，側(cè)面碰撞事故約占事故總數(shù)的39.5％，而由于我國城市道路交通路口以平面交叉形式為主，側(cè)面碰撞事故發(fā)生概率最高，致傷率和致死率均居第一位。汽車側(cè)面是車體中強(qiáng)度較薄弱的部位，側(cè)面碰撞緩沖區(qū)較小，車體吸能能力較弱，乘員面臨的損傷風(fēng)險(xiǎn)很高。因此，車輛側(cè)面碰撞安全性的研究成為車輛被動安全性研究的一項(xiàng)重要內(nèi)容。如何提高車輛側(cè)面碰撞事故發(fā)生時(shí)對乘員的保

2、護(hù)性能成為當(dāng)今又一熱點(diǎn)課題。2006年7月1日我國開始發(fā)布并執(zhí)行《汽車側(cè)面碰撞的乘員保護(hù)》標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)推出中國的新車評價(jià)規(guī)程(C-NCAP)。 本文旨在對側(cè)面碰撞中的乘員損傷生物力學(xué)進(jìn)行詳細(xì)的研究，并針對文中所采用的整車模型，提出有效的乘員損傷防護(hù)措施并從理論上驗(yàn)證其有效性，為汽車側(cè)面碰撞安全性設(shè)計(jì)提供借鑒作用。 文章首先對比分析了各國側(cè)面碰撞法規(guī)，在閱讀大量相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，較為詳細(xì)地研究和總結(jié)了在汽車側(cè)面碰撞條件下，乘

3、員頭部、胸部、腹部和骨盆的損傷生物力學(xué)知識，進(jìn)而建立可變形移動壁障的有限元模型，借助國外某整車模型建立了整車側(cè)面碰撞有限元模型，采用計(jì)算機(jī)仿真方法，通過與標(biāo)準(zhǔn)要求及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對比，驗(yàn)證了可移動變形壁障和整車側(cè)面碰撞有限元模型。應(yīng)用MADYMOPSM子結(jié)構(gòu)方法建立了乘員損傷模型，結(jié)合有限元分析軟件LS-DYNA及多剛體動力學(xué)分析軟件MADYMO，按照GB 20071-2006標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行了側(cè)面碰撞仿真，得到其假人損傷指標(biāo)值并按照標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行

4、了分析和評價(jià)。針對模型在側(cè)碰中對乘員保護(hù)的不足，作者提出在駕駛員側(cè)前車門中增加防撞桿及改變防撞桿的配置和使用胸部側(cè)面安全氣囊等防護(hù)措施。 論文詳細(xì)地分析了以上措施對側(cè)面碰撞中乘員損傷的影響，在防撞桿的最優(yōu)配置方案中，假人肋骨變形量產(chǎn)生了11.92％～25.45％不同程度的減小，恥骨合力峰值的減小量為11.51％～40.19％，而腹部力峰值減小量達(dá)到53.47％～65.30％，除上肋骨變形和黏性指標(biāo)外，其余指標(biāo)均達(dá)到法規(guī)要求，對此