基于行人保护头部碰撞的空调进气格栅结构

研究了一种适用于行人保护头部碰撞的空调进气格栅结构.通过增加前板结构的高度、椭圆形的压溃槽、倾斜角度及悬臂梁结构,弱化头部碰撞区域,有效降低行人头部受到车辆撞击时的撞击速度,进一步减小碰撞伤害.     

基于事故重建的骑车人头部碰撞测评工况研究

为了研究交通事故中两轮车骑车人头部碰撞工况，通过事故重建对汽车-两轮车碰撞模型进行验证，针对轿车和SUV车型分析了头部碰撞区域、速度和角度的差异，结合现有行人保护测评要求提出了测评建议。结果表明：骑车人头部碰撞速度与行人头部碰撞速度差别不大；对于发动机罩前缘高度不高于850 mm的车辆，头部碰撞区域建议将包络线（WAD）范围从2 100 mm扩大至2 300 mm，碰撞角度为45°；对于发动机罩前缘高度高于850 mm的车辆，无需扩大头部碰撞区域。     

基于NAIS数据库中视频信息的人—车碰撞事故特征分析

选取中国国家车辆事故深度调查体系(NAIS)数据库中51例包含视频的人—车碰撞事故,进行了特征分析,分析内容包括:人—车碰撞危险场景、碰撞前人—车相对位置、行人碰撞运动响应、人—车碰撞包络线分布、头部落点分布等。结果表明:提取的10种场景,基本覆盖了各种人—车碰撞事故工况;对行人的探测,视场角(FoV)比探测距离更重要;轿车易导致行人正向旋转,单厢车易导致行人负向旋转;人—车碰撞包络线(WAD)主要集中在车辆两侧;致命伤的头部落点主要集中在前风窗玻璃下半部分、左右侧中部以及A柱附近。因此,基于碰撞视频信息可提高人—车碰撞事故特征分析的准确性。     

行人被面包车碰撞的运动学规律

为了丰富人车碰撞事故运动学理论,同时为面包车碰撞行人事故的分析鉴定提供理论支撑,对20～110 km·h^-1车辆碰撞速度下行人被面包车碰撞后的运动规律进行研究。利用多刚体建模系统PC-Crash软件构建面包车与行人碰撞仿真模型,并通过仿真获得多种碰撞条件下行人碰撞后的纵向/横向抛距、抛射高度、抛射角度、空中旋转圈数、躯干合成速度和头部合成加速度等运动学数据。结合国家车辆事故深度调查体系（NAIS）中14例具有可靠数据的事故样本进行比较验证。定义并提出了行人被面包车碰撞后的拱推型运动形态,以区别于长头车碰撞的卷绕型和平头车碰撞的推掷型。结果表明：拱推型碰撞中行人会在瞬间被加速到车辆碰撞速度的111%～127%;在高速（110 km·h^-1）碰撞中,头部合成加速度值超过3 000 m·s^-2,头部损伤指标（HIC）值超过7 500;行人空中旋转不超过3圈,被抛高度不超过4.0 m,抛射角度介于6°～11°;行人抛距与车辆碰撞速度之间的关系可以用幂函数模型进行描述;碰撞接触位置、车型外廓参数、行人行走速度和行人碰撞姿势对行人被抛运动形态有一定程度的影响,相对标准碰撞的影响程度一般在5%以内,最大不超过10%（边翻型除外）;行人头部损伤安全界限（HIC值为1 000）对应的车辆碰撞速度约为55 km·h^-1;边翻型碰撞中行人的运动形态与拱推型差别较大,横向抛距最大可达12.0 m。     

人车碰撞交通事故中行人伤害程度仿真研究

为研究行人在人车碰撞交通事故中伤害程度的数量关系,应用PCcrash软件模拟100组车辆碰撞行人交通事故,获得行人头部和胸部的加速度和受力情况,计算头部HIC值及胸部3ms合成加速度值;并将碰撞时车辆速度、制动减速度、行人身高和体重作为变量,回归分析与头部HIC值及胸部3ms合成加速度值的关系,得到碰撞时行人伤害程度方程;通过实例验证方程的有效性较高。     

基于事故再现的行人头地二次碰撞损伤机理分析

由于多体动力学模型能够准确再现事故过程,获得头部落地时刻行人头部的碰撞参数,有限元分析方法能够准确分析行人头部的损伤情况。故文章结合多体动力学模型与有限元分析方法,采用事故再现的方法研究车辆行人碰撞事故中行人头部撞击地面的损伤机理,为行人保护和车辆外形改善提供理论依据。首先用PC-Crash再现汽车行人碰撞案例,仿真结果表明,多刚体模型能够准确地模拟事故现场,从而获得行人头部落地的速度和角度;接着建立了具有精细面部结构的人头有限元模型;最后将事故重建得到的碰撞参数作为边界条件,分析行人头部与地面的碰撞,确定颅内压力、von Mises应力等生物力学参数。结果表明,行人头部撞击地面后,应力波会在颅骨内外传播,并在颅骨和脑组织中产生不同程度的应力集中,当应力超过一定限度时,则会引起不同程度的脑损伤。     

人车碰撞事故仿真与行人保护研究

基于PC-Crash软件建立了行人汽车碰撞模型.综合考虑人车碰撞过程中行人身高、步行速度、车速、人车碰撞位置等因素及其统计特征,利用Matlab软件随机生成行人与汽车碰撞工况作为PC-Crash行人汽车碰撞模型输入,进行了大量的仿真,总结出事故发生后人体头部与车体前部碰撞点的分布规律,为汽车在行人保护设计方面提供参考.     

人-车碰撞时行人头部撞击特点及其试验评价方法研究

通过对行人交通事故数据的统计分析，说明了人-车事故中行人头部损伤防护的重要性。介绍了EEVC法规提出的头部模块碰撞试验评价方法，并指出了其对平头微型车无法进行评价。通过建立行人与轿车及平头微型车的碰撞仿真模型，分析了该两种车型在与行人碰撞时的运动特性差异，得到了行人与平头微型车碰撞时的头部撞击特点。根据行人头部碰撞安全性评价需要．提出了结合事故统计分析及计算机仿真分析的行人头部安全性评价方法。     

人-车碰撞时行人头部撞击特点及其试验评价方法研究

文中通过对行人交通事故数据的统计分析,说明了人-车事故中行人头部损伤防护的重要性。介绍了EEVC法规提出的头部模块碰撞试验评价方法,并指出了其对平头微型车无法进行评价。通过建立行人与轿车及平头微型车的碰撞仿真模型,分析了这两种车型在与行人碰撞时的运动特性差异,得到了行人与平头微型车碰撞时的头部撞击特点。根据行人头部碰撞安全性评价需要,提出了结合事故统计分析及计算机仿真分析的行人头部安全性评价方法。     

行人碰撞事故中颈部肌肉主动力对头部损伤的影响

本文旨在研究不同碰撞速度和行人步态条件下颈部肌肉主动力对行人头部损伤的影响。首先，采用湖南大学头颈HHNM-Ⅲ模型，取代LSTC假人模型头颈部分，构成行人混合假人模型并运用尸体实验数据验证该混合模型的有效性。然后运用该模型进行仿真，以分析不同碰撞速度下，撞击侧腿后摆和撞击侧腿前迈两种行人步态对行人头部损伤的影响。结果表明：在低速碰撞下，颈部肌肉会降低头部的运动幅度，但会使头部损伤风险增大；撞击侧腿后摆步态下的行人头部损伤比撞击侧腿前迈的步态严重；在高速碰撞条件下，颈肌对头部损伤的影响较小。     

头颅撞击发动机罩板的危害性研究

根据赫兹接触定律和头皮的粘弹性特性对撞击吸能的影响，建立了由各向同性材料组成的球壳模型撞击四边简支的矩形板的动态响应模型，该模型仿真结果与试验结果吻合的较好，同时依据头部损伤的评价标准，分析了碰撞速度，碰撞角度，撞击质量，头部的直径，被撞结构的厚度以及撞击的位置等对头部损伤的影响，对有保护行人头部功能的车身结构设计将会起到一定的指导作用。     

行人头部与车辆碰撞中旋转速度对颅脑组织响应影响

为了探究旋转速度在行人头部与车辆碰撞中对颅脑组织响应影响,对46例真实交通事故进行了运动学重建获得行人头部与车辆碰撞线性、旋转速度分布特征,并依此建立了头部与风挡、发动机罩碰撞有限元仿真模型,分析了头部旋转速度在不同线性速度和碰撞位置下对颅脑应力应变响应影响特征。结果表明:在行人头部与风挡碰撞中,当线性速度小于40 km/h时,颅脑最大主应力和Von Mises应力随头部旋转速度增加而增大,头部线性速度大于40 km/h时,旋转速度对颅脑响应无显著影响;在行人头部与发动机罩碰撞中,所有工况下颅脑最大主应力和Von Mises应力均随头部旋转速度增加而增大,导致颅脑损伤风险显著增加。因此,在车辆安全性评价时应当考虑头部旋转速度作用及风挡玻璃和发罩碰撞差异。     

聚丙烯复合材料发动机罩盖行人头部保护优化设计

为研究车辆与行人发生碰撞时汽车发动机罩盖对行人头部的保护性能,减少人车事故中行人的受伤害程度,建立了行人头部冲击器撞击发动机罩盖的有限元模型,分析了行人头部冲击器撞击相同结构的聚丙烯复合材料、钢制发动机罩盖的行人头部保护性能,比较了不同材料发动机罩的吸能特性,探究了发动机罩盖影响头部HIC值的主要影响因素。设计3因素2水平的正交试验,利用LS-DYNA依次进行了试验的仿真计算与分析,确定了各影响因素对头部HIC值的影响顺序,并对复合材料发动机罩盖的结构参数进行了优化调整。为降低复合材料发动机罩盖的头部碰撞损伤相关加速度值,增加其吸能特性,对翼子板进行了局部结构优化设计。结果表明:经过局部优化,铰链结构能使碰撞区域远离行人头部与翼子板尖角处碰撞最为激烈的发动机罩铰链边缘区域;弱化翼子板侧边垂直尖角的结构,能够起到一定的吸能作用,对行人起到保护效果;改进后的长玻纤增强聚丙烯复合材料发动机罩盖的质量相比原来降低51.5%,更有利于满足对车身的轻量化要求,增加车辆燃油经济性;对长玻纤增强聚丙烯复合材料发动机罩盖的静态刚度进行了分析,扭转刚度得到增加,弯曲刚度和侧向弯曲刚度值变化在10%范围内,符合设计要求。     

基于视频信息的高精度事故重建方法研究

为提高事故重建精度,本文中采用多体系统与有限元相结合的方法对两起具有清晰视频信息的VRU事故案例进行重建,验证并提出了一种高精度事故重建方法。首先,采用直接线性变换理论(DLT)对视频信息分析并获取碰撞车速;然后,通过PC-Crash与MADYMO耦合方法精确重建VRU碰撞运动学响应;最后,采用THUMS(Ver 4.0.2)人体有限元模型对VRU颅内运动学和动力学参数深度分析。结果表明:重建所得的车辆-VRU碰撞部位、VRU碰撞过程的运动学响应、旋转角度、落地姿态与着地部位与视频信息完全一致;VRU与车辆最终位置绝对误差小于7%;VRU头部损伤部位及损伤严重度与伤情报告完全吻合。     

一种降低人-地撞击损伤的车辆制动控制方法

为降低车人碰撞事故中人与地面撞击所致损伤,提出一种车辆制动控制策略。该策略在检测到人体头部与车辆首次接触后松开车辆制动,之后依据若干准则再次完全制动车辆直到车辆停止。选择10种车型、两种制动方法(完全制动和控制制动)和一个虚拟仿真系统(包含3种车速×4种行人尺寸×2种行人步态)设计了共480次MADYMO仿真试验。结果发现控制制动能降低人-地撞击所致损伤但不会加重车辆的损伤,且能将83.75%案例中车辆与人体主要部位首次触地点位置之间的距离缩短至1 m内。进一步讨论了车型和车速对制动控制策略防护效果的影响、人车首次接触与再次完全制动车辆的时间间隔取值规律和控制制动中损伤加重案例的原因等问题,为今后开发更实用且高效的制动控制策略提供技术支持。     

货车-两轮车前碰撞事故中骑行者运动学响应及损伤分析

为探究货车-两轮车前部碰撞事故中参与双方速度对骑行者运动学响应与损伤的影响,基于MADYMO软件开展事故重建并进行了分析。建立了货车和两轮车的多体碰撞模型,对一起货车前部碰撞两轮车事故进行了事故重建;使用验证后的模型进行了25组不同速度下的全因子仿真试验;分析了不同碰撞速度和骑行速度对骑行者运动学响应和损伤的影响。研究结果表明,骑行者身体旋转幅度会随着两轮车及货车车速的升高而增加;当货车速度超过 20 km/h时,骑行者头部损伤指标 （Head Injury Criterion,HIC） 与胸部3 ms加速度将超过阈值;而当货车速度超过25 km/h时,骑行者下肢接触力也超过阈值;货车速度处于 30～40 km/h时,相同货车速度下,骑行者头部 HIC值出现随着两轮车速度的增加而升高的趋势,而胸部加速度出现相反的趋势。     

乘用车前端结构几何参数对行人头部动力学响应和损伤风险的影响

通过深入的事故数据分析,研究行人在与不同类型乘用车碰撞中的AIS 3+伤亡风险,采用仿真分析研究乘用车前部结构对行人损伤和致伤因素的影响。以市场上的128款乘用车作为样本,比较了轿车、运动型多功能车和微型厢式车前部结构的主要几何尺寸;基于详尽的行人事故数据,统计分析了各类乘用车-行人事故中的损伤分布和严重性,确定了车辆碰撞速度与行人伤亡风险的关系;利用多体动力学模型,分别在20、40和60km/h的碰撞速度下比较了不同车型的行人头部碰撞条件。结果表明:乘用车前部几何形状对行人头部动力学响应和损伤风险都有显著影响。研究结果可为不同类型乘用车更好地制定行人保护措施提供一定的理论依据。     

基于潜类别Logit模型的两轮车骑行者头部损伤影响因素研究

为研究汽车-两轮车碰撞事故中骑行者头部伤害的影响机理,探究头部损伤致因关系中存在的模式差异与异质性,基于中国交通事故深入研究（CIDAS）数据库中的2 806起两轮车事故,建立潜类别Logit模型。以骑行者头部伤害严重程度为因变量,将驾驶人、车辆、道路、环境和事故碰撞特征的相关因素作为自变量,取显著水平为0.05,建立多项式Logit模型,在此基础上根据拟合优度指标确定最优分组数并构建出潜类别Logit模型。研究结果表明:模型将事故样本划分为2个类别群体,2个群体在参数、变量分布特征和预测概率上存在显著差异,当事故样本具有“两轮车初始速度>30 km/h”、“骑行者碰撞后抛出距离>10 m”等特征时易被归类到类别1,且类别1对应于更严重的头部伤害;骑行者年龄>50岁、汽车类型为商用货车、两轮车类型为摩托车、事故发生在市区外、两轮车初始速度>30 km/h、头部碰撞玻璃和抛出距离>5 m都会增加头部损伤的严重程度;汽车驾驶人行驶意图为停车或变道时,存在造成严重两轮车事故的风险;佩戴头盔会减弱骑行者头部受到的伤害。      

碰撞位置对行人头部生物力学模型损伤影响

利用人体头部生物力学模型研究了行人与车辆前端碰撞时头部损伤。结果表明,在同一目标点进行碰撞时,由于颅骨碰撞位置不同,产生的颅骨损伤也不同,当碰撞位置为额骨和颞骨时存在骨折风险;对于颅脑损伤,随着碰撞位置不同,存在不同脑挫裂伤及脑振荡风险;与EEVC头部碰撞模型对比头部合成加速度曲线趋势一致,发动机罩外板变形接近,HIC15值随着碰撞位置不同,存在较大差异。     

复合材料车身对头部撞击损伤的模拟

利用三维有限元分析方法模拟了人体头部与复合材料层板发生柔性撞击时的整个动态响应过程。采用复合材料层板模拟了汽车的发动机罩板。分析了石墨环氧As-3501-6两种铺设类型的复合材料层板与人体头部撞击的动态响应特性，得到了铺设角度对头部HIC值、撞击速度和位移的影响。文中的模型为设计具有保护行人头部功能的复合材料车身结构提供了参考。