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。     

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。     

道路弱势群体头部碰撞特性研究

为了解碰撞事故中道路弱势群体(vulnerable road users,VRU)头部撞击车辆前端的运动特性,基于VRU实际交通事故数据,以VRU头部碰撞位置、碰撞速度和碰撞角度为研究对象,利用虚拟仿真分析工具,开展车辆(SUV和Sedan)撞击VRU(行人、自行车骑行人、摩托车骑行人)典型碰撞工况中头部撞击特性分析,结果表明:随着VRU两轮车参考高度增大,VRU骑行人头部碰撞位置靠近车后方,头部碰撞速度和碰撞角度逐渐降低;随着汽车速度增大,VRU骑行人头部碰撞位置靠近车后方,头部碰撞速度逐渐增大。研究结论为行人保护法规及NCAP规程更新提供参考。     

人-车碰撞时行人头部撞击特点及其试验评价方法研究

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。     

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。     

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。     

人车相撞头部伤害影响因素仿真分析及试验

在汽车与行人碰撞事故中,行人头部伤害是造成行人重伤或死亡的主要原因。采用有限元三维实体建模技术,建立了发动机罩和包括头皮、头骨两层球体结构的行人头部有限元模型,分析了头部与发动机罩的瞬态大变形非线性撞击响应,得到了头部与发动机罩相撞时的速度、位置及头部质量、发动机罩的厚度、摩擦因数等因素对头部伤害的影响规律,并对铝质与钢质发动机罩作了比较,结果表明铝质发动机罩对行人头部具有更好的保护效果。     

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。     

发动机盖参数对行人头部伤害指标的影响

交通事故中行人的伤亡率较高,行人保护正日益受到重视。文章通过有限元分析的方法模拟GTR法规中的头部撞击试验,利用正交设计的方法总结各个参数对行人头部伤害的影响程度和影响趋势,表明发动机盖的弹性模量和厚度对行人头部伤害影响最大,通过改进车辆前端的设计,可以减轻碰撞中对行人的伤害。     

基于轿车-行人事故重建的行人颅脑损伤研究

通过深入的轿车-行人事故调查研究建立了行人事故数据库,挑选了其中12例轿车-行人碰撞事故,运用轿车-行人碰撞多体模型进行了事故重建.根据其结果,采用回归分析方法建立了运动学参数与行人颅脑损伤的相关回归模型,求得各参数之间的相关性.研究结果表明,轿车-行人碰撞速度与头部碰撞时间、头部碰撞相对速度、行人抛出距离以及头部损伤HIC值之间有着显著的相关性;速度限制和改进汽车前部结构可在一定程度上降低行人头部损伤风险.     

基于行人保护的翼子板结构优化

汽车翼子板与发动机罩交界处是造成行人头部严重伤害的区域。往往导致行人的死亡。文中建立了头部碰撞器与车辆前部有限元模型。使用LS—DYNA来仿真头部碰撞器与翼子板发动机罩交界处的撞击试验。通过几个方案的改型,得出比较满意的结果,为现有车型提供了一些较可行的改型方案。     

基于EuroNCAP行人头部保护的某SUV车型建模与优化

基于2013版本EuroNCAP行人保护5星评价标准,建立了某SUV车型前端结构有限元模型,利用头模撞击器,结合试验结果,对该sUv车型行人保护头部碰撞性能进行了试验和仿真分析,同时结合各个碰撞点的局部结构特征,对车身局部进行了有针对性的改进设计.结果表明,优化后的车身结构降低了头部模型碰撞加速度和HIC15值,提高了行人头部保护性能.     

有利于行人头部保护的碰撞波形研究

对行人头部碰撞波形进行了合理简化,研究了3种典型简化波形对行人头部碰撞所需吸能空间的影响,推导出了满足头部伤害指标HIC=1000且所需吸能空间最小的最优简化波形,提出了有利于行人头部保护的碰撞波形改进措施.建立了某车型行人头部碰撞有限元模型并进行了试验验证,结果表明,所提改进措施可以有效地提高行人头部保护性能.     

行人头部伤害与头部碰撞试验方法的相关性分析

本文通过对行人交通事故数据的统计分析,讨论造成行人头部伤害的原因与规律,并对现行的头部模块碰撞试验方法与行人交通事故的相关性进行了分析与讨论。结果表明,碰撞前行人的运动状态对碰撞结果有显著影响,目前EEVC头部模块试验方法中规定的碰撞方向与实际行人碰撞事故中行人头部的碰撞方向存在较大差异;行人头部与风档玻璃、A柱区域以及地面发生碰撞的可能性均比较大,所以有必要通过进一步的试验研究,分析头部与这些区域发生碰撞的规律,并将其纳入头部模块的碰撞试验中。     

GTR行人保护法规头部撞击设计

本文使用LS-DYNA软件计算GTR行人保护法规头部撞击,通过对4种刚度接触物的HIC值变化、向下位移量进行分析,得出满足GTR法规的空间与刚度要求,最后提出GTR法规头部碰撞设计难点的工程建议。     

基于EuroNCAP的成人头部碰撞保护设计研究

成人头部碰撞保护一直是车辆行人安全设计的难点,随着ENCAP对行人保护的要求不断提高,成人头部保护的得分比重对于获得高星级评价至关重要。文章以SMTC某车型的行人保护开发为例,分别从造型、布置、结构等方面分析了成人头部碰撞保护的设计原则与改进方法,并通过试验与CAE仿真分析,验证了本文结论的对提高成人头部碰撞保护性能的有效性。     

基于事故再现的骑车人与行人各部位损伤的对比研究

选取与汽车碰撞事故发生后人体与发动机罩接触并被抛出的57例电动自行车事故和64例行人事故,用PC-Crash进行再现,读取人体头部、胸部、大腿和小腿4个部位的损伤数据。利用现有模型对所得数据进行验证后,通过处理和对比的结果表明,同等条件下,骑车人头部损伤风险低于行人,当车速低于47km/h时,骑车人胸部的损伤风险高于行人,而当车速高于47km/h时,骑车人胸部损伤风险低于行人。在大多数速度工况下,骑车人下肢损伤风险均高于行人;损伤来源方面,骑车人和行人头部损伤大体上均来源于车辆撞击,骑车人胸部损伤的来源没有明显的倾向性,而行人胸部损伤在车速低于42km/h时主要来源于地面撞击,车速高于42km/h时主要来源于车辆撞击。骑车人下肢和行人大腿的损伤来源于车辆撞击,而行人小腿损伤来源则随车速高低而异。     

轿车前部结构参数对儿童头部损伤影响分析

在轿车-行人碰撞事故中,影响行人头部损伤的车辆前部结构参数主要有:保险杠中心离地高度、保险杠宽度和伸出长度、发动机盖前缘高度及发动机盖倾斜角等.文中首先建立了儿童行人的仿真模型,并利用事故重建验证了仿真模型的可靠性;接着采用正交试验分析了上述参数对儿童头部伤害指数的影响;最后将所得结果和成年行人头部损伤的相关指数进行比较.结果表明,前部结构参数对儿童头部损伤的影响比成人的大,其中发动机盖前缘高度对儿童行人头部伤害的影响最为显著.     

骑车人及行人与汽车碰撞中头部运动学对比与分析

行人和骑车人保护的研究非常重要。该文进行了骑车人/自行车/汽车以及行人/汽车的碰撞仿真实验。利用MADYMO软件,建立了相关的碰撞模型,分析和对比了在头部碰撞前的行人和骑车人的运动轨迹、速度和碰撞时刻。结果表明:在碰撞中,行人和骑车人的头部绕骨盆的相对运动几乎重合;在头部碰撞时刻,骑车人头部速度小于行人;在给定身材时,头部碰撞的时刻与身材和汽车速度的比值之间为线性关系,其斜率与身材无关。     

基于E—NCAP行人碰撞保护的发动机罩设计

行人头部碰撞保护一直是汽车行人安全设计的难点,随着E—NCAP对行人保护要求的不断提高,头部保护的得分比重对于获得高星级评价至关重要。文章基于某车型E—NCAPV6．2五星性能开发,采用虚拟仿真与试验测试有效结合的方法,对发动机罩进行了优化设计,提出了一种有利于行人头部碰撞保护的发动机罩。改进前后测试成绩的对比分析表明,该结构可极大优化行人头部碰撞保护效果,使发动机罩头部测试区域得分总分提升至24．43分,满足E—NCAPV6．2五星行人保护性能要求。可为后续设计提供参考,具有很高的推广价值。