两种儿童约束系统动态性能仿真研究

采用计算机仿真与试验相结合的方法,根据ECE R44法规,在MADYMO软件中分别建立前置护体型和五点约束带式儿童约束系统碰撞仿真模型。通过台车碰撞试验验证所建仿真模型的有效性,在仿真环境下对两种儿童约束系统的动态性能展开研究。结果表明,不同类型儿童约束系统由于安装方式及约束方式的不同,在碰撞过程中动态性能存在较大差异。碰撞发生时,前置护体型儿童约束系统对儿童乘员胸部损伤较大,五点约束带式儿童约束系统对儿童乘员颈部损伤较大。     

前置护体式安全座椅布置参数优化研究

建立了Q系列3岁假人的正面碰撞仿真模型,以前置护体安装高度位置(相对于假人H点位置)、前置护体自身高度、前置护体加强肋板刚度以及泡沫材料刚度4个因素为研究对象,运用正交试验设计和方差分析筛选优化参数,并采用基于遗传算法的多目标优化方法进行求解。经过优化求解得知,当前置护体安装高度位置为0 mm(相对于假人H点位置),前置护体自身高度为190 mm时,对儿童乘员的保护效果最佳。此时最大腹部压力较初始值降低了16.3%,胸部3 ms加速度较初始值降低了9.1%。综合分析可知,在正面碰撞中减小儿童腹部与胸部损伤的关键之处在于,前置护体需约束在儿童乘员的盆骨部位,避免在碰撞过程中儿童出现"下潜"现象;通过将约束部位扩散到儿童胸部的方式可以有效分散碰撞冲击载荷,从而减小儿童乘员的腹部和胸部损伤。     

正面100%重叠刚性壁障碰撞试验仿真中三岁儿童乘员的损伤评价

本文中应用已验证的具有详细解剖学结构的国人三岁儿童乘员生物力学模型，根据C-NCAP(2021版)要求，建立正面100%重叠刚性壁障碰撞试验模型进行仿真，以对比三岁儿童乘员在不同约束系统中头部、胸部的运动学和生物力学响应，对汽车碰撞中三岁儿童乘员保护进行分析评估。结果表明：使用安全带能大概率降低儿童乘员在汽车碰撞中遭受损伤的风险，五点式安全带对三岁儿童乘员的保护性能优于三点式安全带。应用具有高生物仿真度的儿童乘员生物力学模型，能应用生物力学评价参数对儿童乘员损伤机理进行深度分析，进而对儿童保护装置和试验车型进行全方位多层次的评估。     

CRS不同约束方式对P3乘员保护的研究

在第I质量组中,P3假人的约束方式为五点式约束即CRS自身安全带约束;在第II质量组中,P3假人的约束方式是三点式约束即成人安全带约束。基于以上规定,文章以强制性3C认证试验结果为依据,在其他试验条件都相近的情况下,通过两种约束方式下的试验数据的比对可知,三点式约束系统能够更加有效地减小儿童乘员的头部位移,五点式约束可以有效地减小儿童乘员的胸部加速度,结合儿童乘员损伤机理,在交通事故中应更加注重对儿童乘员头部的保护,因此本文认为对于2~4岁左右的儿童乘员,应尽量使用成人安全带约束。     

正面碰撞中汽车儿童约束系统模型的建立及改进

针对目前儿童座椅常存在因结构设计不合理而导致的保护效果差的问题，基于MADYMO建立了包含台车座椅、某款典型儿童座椅、五点式安全带、P3 儿童假人的儿童约束系统模型，根据 GB 27887 标准进行正面碰撞台车试验，基于试验结果从假人运动轨迹和损伤指标两方面对模型进行了验证。结果表明，建立的儿童约束系统模型能较真实地反映实车碰撞过程，具有较高的准确性。在模型验证的基础上，针对碰撞中座椅上部存在变形量过大的问题，提出了在椅背顶部后侧加装加强板，并将椅背与椅盆连接处位置原有的凹槽贯通的改进方案，对改进后的儿童座椅进行了不同加速度下正面碰撞工况的仿真分析和安全性评估。结果表明，改进方案能在座椅质量不增加的前提下，有效减少椅背的变形量，确保碰撞中座椅结构的完整性和儿童的安全，达到了预期的防护效果。研究结果可为儿童座椅的设计和改进提供支撑和参考。     

校车儿童约束系统防护性能有限元分析

分析儿童乘员在校车正面碰撞中无安全带约束,使用2点式、3点式和5点式儿童安全带约束条件下的儿童假人的动力学响应和头、胸部的损伤物理参数;分析3点式安全带的两种误用情况下的儿童假人的有关物理损伤参数。结果表明,在正面碰撞事故中,使用5点式儿童安全带更有利于儿童乘员保护;正确使用3点式儿童安全带可以减轻头、胸部损伤风险。     

2018年第一批儿童约束系统评价结果发布 5款产品获得优秀评价

正2018年第一批儿童约束系统评价已经结束,评价结果也在日前于天津中国汽车技术研究中心有限公司发布。本批测试共涉及20个品牌的儿童约束系统评价,评价严格按照《车用儿童约束系统(CRS)评价规则(2017年版)》进行,包括碰撞安全性和使用方便性评价。儿童约束系统评价中最高得分为40分。其中,碰撞安全性能试验满分为32     

基于DOE的儿童乘员约束系统约束路径优化

为优化安全带固定式儿童乘员约束系统(CRS)安全带设计,用"试验设计方法(DOE)",优化约束路径参数。用CRS有限元模型,建立Hybrid III 3岁儿童假人正面碰撞仿真模型,用台车试验结果进行了验证。改进了CRS骨架结构,用正交试验设计,研究安全带导向环固定位置、骨架座椅厚度及儿童乘员与五点式安全带之间的摩擦因数等因素,对头部伤害指标(HIC15)值、胸部合成加速度、胸部垂直加速度等损伤参数的影响。结果表明:头部前倾位移量,从高于法规限值(550 mm)的1.5%,降到低于限值的15%。安全带导向环固定位置是最为敏感的因素;因此,优化导向环固定位置及降低摩擦因数,可减少头部最大位移量。     

不同类型约束系统对6岁儿童胸腹部损伤防护效果研究

依据ECE R129法规,采用已获取的台车试验加速度波形加载到6岁儿童人体有限元模型进行正面碰撞仿真,研究不同类型的约束系统对6岁儿童胸腹部损伤的防护效果。研究结果表明,尽管3种儿童安全座椅对胸腹部没有造成损伤,但从胸腹部压缩量、胸腹部VC值等损伤评价指标可以看出,自带五点式安全带儿童安全座椅对儿童胸腹部防护效果更好。进一步研究不同安全带材料对儿童胸腹部损伤防护的效果,发现不同安全带材料对儿童胸腹部内脏器官的最大第一主应变表现不同。     

跨组别前向式儿童约束系统动态性能仿真研究

目前保护儿童乘员的主要方法就是推行儿童约束系统的使用。当前市场上的儿童约束系统多为跨组别的,这类产品在经济性和使用便利性方面有较大优势,但在动态性能方面却没有单一组别产品理想。结合某款跨组别前向式儿童约束系统的正面碰撞台车试验来验证利用MADYMO软件为其建立的仿真模型。以此为基础,对儿童约束系统在不同组别模式下正面碰撞的动态性能进行分析,找出其中的关键因素,再通过参数优化使其性能达到较为理想的效果,为儿童约束系统的优化设计提供一定的依据。     

儿童座椅对正面碰撞后排儿童假人伤害的影晌

随着汽车被动安全的发展,对于儿童乘员的保护日益受到重视。C-NCAP2012版中,要求在正面碰撞试验后排放置P3儿童假人．用于评价儿童约束系统。文章按照要求首先对比了各国法规中儿童假人的伤害评价方法,通过对不同车型试验数据的研究,讨论后排儿童假人伤害情况。并根据不同的因素,尤其是儿童安全座椅形式,对结果的影响进行分析。结果表明,上拉带式座椅保护效果最好;坐姿较直时对胸部伤害较小,但对头部伤害较大。该研究对于儿童假人的被动安全研究具有很强的实际意义。     

儿童约束系统误使用安全性试验研究

儿童约束系统误(CRS)使用是一个普遍存在的问题,而儿童约束系统只有在正确使用的情况下才能充分发挥其保护作用。对儿童约束系统的误使用情况,本文报告了在北京地区对儿童家长进行的问卷调研。中国儿童安全座椅误用率在70%以上,儿童安全座椅使用者对于误使用概念模糊且意识薄弱。基于这些调研数据以及国外误使用研究数据,针对8种常见的儿童安全座椅误用模式,进行了台车碰撞模拟试验研究。试验结果表明:儿童座椅的误使用对儿童安全性的影响显著,其中儿童肩带在儿童腋下的误使用模式,是对安全性影响最大的误使用模式,它可导致HIC15(15 ms间隔的头部伤害指标)增加500%。     

汽车是如何工作的？（二十八） 儿童约束系统

儿童安全座椅，又可称为儿童约束系统（Ch11d Restraint System），是专门为婴幼儿和儿童乘车安全而设计的装置，其研究在欧洲、美国和日本得到极大的重视，开发出了适应不同年龄的儿童安全约束系统，还制定相应的法规和标准。美国FMVSS、欧洲ECE和日本保安基准都对儿童约束系统提出了具体的技术要求，使婴、幼、儿童乘员在车辆发生碰撞事故中得到有效的保护[编者按]     

儿童乘车安全进行时

2008年《机动车儿童乘员用约束系统》标准报批稿完成；2008年模拟碰撞试验室在中国汽车技术研究中心建成；2010年C—NCAP计划将乘员约束系统对儿童乘员的保护性能列入考核范围……国家和行业机构对儿童乘车安全已经非常关注。     

正碰和偏置试验中的Q3损伤对比研究

针对目前儿童乘员保护不足的问题,本文在某款C级轿车上采用50km/h的正面100%重叠刚性壁障碰撞试验(简称正碰试验)和64km/h的正面40%重叠可变形壁障偏置碰撞试验(简称偏置试验)对比分析Q3儿童的损伤情况。依据C-NCAP 2021版评价规程对2个试验工况中Q3儿童进行评价。2种工况,儿童假人体现的损伤情况均严重。正碰试验中头部、颈部和胸部压缩量的损伤值更大。对胸部累积3ms合成加速度而言,偏置试验得分很低,损伤更大。目前,5点式儿童安全带起不到很好的缓冲吸能的保护效果。车辆开发商可以设计能更好保护儿童乘员的约束系统。     

面向CRS的不同车型车门特征波形提取方法研究

侧面碰撞是造成儿童乘员伤亡的第二大主要原因,但是目前我国对于儿童约束系统并没有侧面碰撞法规或者评价方法。国外主流的测试方法仅能实现门板的平动和单一自由度侵入,不能模拟真实工况下车门不同部位的侵入情况。本文基于数据统计,面向CRS对车门进行了关键区域的位置划分,确定头部、胸部以及骨盆三个不同的关键侵入区域。同时,通过采集14款不同车型的车门的三个关键区域的加速度波形,提取出三个部位的特征波形以及其上下限值曲线。最后,进行试验验证,与ECE R129的测试方法进行比对,证明输入特征波形的测试方法合理可行,且能更真实的模拟出侧面碰撞中不同部位的侵入情况。本文的研究成果为我国儿童约束系统侧面碰撞法规或评价方法的制定提供参考,也对儿童约束系统产品的设计和改进具有一定的指导意义。     

增高型儿童安全座椅的特点与发展趋势

通过解析增高座椅的结构,参考国内外的研究和实验结果,提出国外发达国家的相关安全统计数据,分析证明其在各种儿童安全座椅中具有约束系统简单、拆装方便及优秀的安全保护作用等特点。得出增高型儿童安全座椅不仅是学龄儿童乘车的必需品,而且它的安全保护性能是可以信赖的。     

儿童约束系统正碰台车试验对比研究

介绍了儿童约束系统的分类、安装使用以及误用类型。基于《机动车儿童乘员用约束系统》强制性国家标准,对市场上较常见的适用于儿童的三款不同品牌、不同安装方式的前向式儿童座椅进行了正面碰撞台车对比试验,并研究了误用情况下对儿童损伤的影响。结果表明,由ISOFIX和座椅支撑安装的儿童座椅对儿童的保护效果最优;而受拉带自身延伸率及安装的座椅头枕和靠背泡沫压缩的影响,由ISOFIX和top tether安装的儿童座椅对儿童的保护效果比单纯由成人安全带安装的效果差;误用儿童座椅肩带将降低儿童座椅对儿童乘员的保护性能。     

座椅安全带样式在碰撞中对乘员头部伤害的影响

常见的客车座椅安全带样式一般为两点式和三点式两种。本文以正在施行的GB13057-2014的大量数据为基础,对采用两种安全带样式的客车座椅在发生碰撞时对乘员头部的伤害规律进行研究并得出以下结论:1,采用三点式安全带的客车在碰撞中乘员头部与前椅发生接触的概率比两点式的低。2,当采用两种不同安全带约束的乘员在碰撞中头部均与前椅接触时,采用三点式安全带约束的乘员头部伤害值的平均值比两点式的低。并通过一系列试验总结两种安全带的特点,为厂家的设计研发提供参考依据,减低研发成本,提高设计效率。     

ISOFIX固定系统的安全性分析

儿童约束系统是车内儿童乘员保护的关键部件,为了提高儿童座椅的保护性能,减少儿童在发生碰撞事故中的伤害,文章对正在开发的某车型的ISOFIX儿童约束系统固定装置及上拉带固定点运用有限元建模的方法进行了安全性分析,得到了ISOFIX固定装置和上拉带固定点的变形结果以及可能导致的静载施加装置位移量,为设计提供了借鉴和参考。指出改进后的ISOFIX固定点能满足强度和位移要求。达到了保护儿童的目的。