面向行人综合保护的汽车前部结构参数优化

针对行人头部和下肢的综合保护,建立了行人汽车碰撞的多刚体模型.选取保险杠、发动机罩和风窗玻璃等的诸多几何参数作为设计变量,以行人头部和下肢损伤指标最小为优化目标,采用基于Pareto最优的多目标遗传算法对汽车的前部结构参数进行了优化.结果表明,发动机罩与水平面的夹角对头部损伤影响最大,保险杠离地高度对下肢损伤影响明显,优化得到的3组结构参数对行人综合保护有较好的效果.     

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.     

大客车与行人碰撞中动力学响应及损伤参数的仿真

大客车与行人碰撞造成的行人伤亡不容忽视。为预防这类交通伤害,该文研究了大客车与行人碰撞中的行人运动响应及损伤参数。运用多体动力学软件,建立了基于某客车前部结构的计算机仿真模型;根据行人步态参数、大客车前部结构参数和不同碰撞条件,进行了计算机仿真分析。结果表明:行人初始姿态及客车前部几何特征决定了碰撞后行人旋转方向及抛出形态;碰撞速度超过40 km/h时,大客车对行人易造成致命性伤害。限制大客车行驶速度,均匀降低大客车前部结构刚度,以及在保证客车通过性前提下减小大客车前部离地间隙,这3种方法可以降低行人伤亡风险。     

基于Euro NCAP典型工况的儿童行人下肢损伤评估方法研究

本文中采用Euro NCAP行人模型认证（TB024）中给出的FCR、MPV、RDS、SUV 4种典型汽车前端结构有限元模型，以及具有详细解剖学结构特征的6岁儿童行人有限元模型来模拟汽车-行人碰撞事故，分析典型工况下汽车前端结构参数对儿童行人下肢损伤的影响。结果表明，RDS车型由于机盖前沿离地间距较小，儿童行人撞击侧股骨大转子位置出现骨折现象；MPV和SUV车型由于扰流板离地间隙较大，对下肢胫骨、腓骨和膝关节韧带的损伤更为严重。最后，基于仿真结果提出了6岁儿童下肢长骨损伤的截面弯矩评价参数，为儿童腿型冲击器研发和数字测评提供参考。     

汽车引擎盖碰撞升起机构对行人保护模拟

基于汽车碰撞行人的动态响应,使用了一个经过验证的行人数学模型,模拟碰撞事故中行人的动态响应,比较了行人模型的运动学响应及真实实验,计算了头、胸、下肢等人体各部分与损伤相关的参数,对汽车前部优化设计, 以减轻对行人的伤害,提供一个可参考的方案。     

汽车与行人碰撞事故再现及行人致伤特点分析

通过对事故中汽车损坏痕迹及行人伤亡情况的鉴定及模型的建立,构建事故碰撞环境,使用成熟事故再现软件PC-Crash对汽车与行人碰撞事故发生过程进行重建,对行人碰撞后的运动响应及各损伤部位的动力学响应参数进行分析,将仿真结果中行人的运动响应、损伤部位的伤亡程度及动力学响应结果与法医学尸检报告中的客观事实进行对比,得出基于PC—Crash的仿真结果与实际情形基本符合的结论。因此,利用计算机仿真技术快速重建有行人参与的事故碰撞过程,分析行人的致伤方式并提供损伤部位的动力学响应参数等,对于交通伤法医学鉴定及深化交通伤机理研究具有参考价值。     

行人在与汽车碰撞中胸部动力学响应和损伤机理的研究

应用THUMS行人有限元模型,进行行人与速度为20、30、40和50km/h的中型轿车、微型轿车、厢式车和SUV等4类不同前部结构车辆碰撞仿真,分析行人胸部动力学响应和胸部碰撞条件以及胸部变形模式和肋骨压缩量等损伤。结果表明,汽车前部结构对行人动力学响应和胸部碰撞速度有重要影响;汽车前部结构的刚度分布是影响胸部肋骨压缩量和变形模式的主要因素。     

乘用车与行人碰撞腿部保护设计要素研究

在MADYMO中建立了汽车前端结构的多体简化模型.利用Modefrontier进行了参数灵敏度分析以及不同工况下的优化设计.分析了汽车前端结构参数对行人腿部碰撞性能影响的规律性,并在吸能块和副保险杠支撑系统方面.总结出一些通用的有利于行人腿部保护的乘用车前部结构设计方法和改善建议.对某款车型的腿部保护设计进行了改进,改进后其腿部保护性能有了大幅提高.     

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。     

行人-车辆碰撞中六岁儿童下肢损伤分析及预测

为揭示汽车-行人碰撞事故中车辆前端结构和速度对儿童行人下肢损伤的差异成因及损伤机理，本研究应用符合我国体征且具有详细解剖学结构的六岁儿童行人损伤仿生模型（TUST IBMs 6YO-P），设置了32组涵盖4类常见车型和8种碰撞速度的汽车-行人碰撞仿真，分析下肢运动学和生物力学响应，采用非线性回归建立预测模型对下肢损伤进行评估。结果表明，碰撞速度对儿童下肢长骨骨折和膝关节损伤有直接影响，汽车前保险杠高度影响股骨的损伤程度和膝关节弯曲角度，扰流板离地高度影响胫、腓骨损伤的严重程度。分析膝关节弯曲角度和韧带断裂数据，得出当膝关节弯曲角度分别超出25.9±0.9°、38.6±0.7°、43.2±0.2°时，撞击侧内侧副韧带（MCL）、前交叉韧带（ACL）、后交叉韧带（PCL）发生断裂，基于碰撞速度和前保险杠高度建立的膝关节弯曲角度预测模型，经反求验证该模型可以有效预测膝关节损伤。综合儿童行人下肢长骨骨折评价参数和所建立的小腿弯矩预测模型，发现碰撞速度高于17.94 km/h将会造成儿童小腿骨折。该研究为行人安全法规制定、行人保护装置研发、AEB系统设计和数字化测评提供科学的参考依据。     

序列二次规划法在行人小腿保护的保险杠系统优化中的应用

建立汽车保险杠系统的多体模型,确定了影响行人腿部伤害的保险杠系统主要设计参数。建立相应的有限元模型,并采用LS-DYNA软件进行仿真分析。根据正交试验法得到的数据拟合出胫骨加速度、膝盖弯曲角度和剪切位移3个行人小腿伤害指标的目标函数,然后利用序列二次规划法依次对它们进行优化,最后得到了一组最优参数的保险杠系统设计,满足了法规要求,降低了行人腿部伤害值。     

基于EuroNCAP V6．2行人保护小腿碰撞优化

为减小人车碰撞时对行人小腿的伤害,文章基于某车型E-NCAP星级性能提升,采用虚拟仿真与试验测试有效结合的方法,对失分点碰撞过程和失分原因进行分析,确定降低低速吸能盒刚度的优化方向。通过对该车型的优化,有效减轻了行人小腿伤害。优化后,胫骨加速度降低55．40％,膝部弯曲角度降低69．5％,膝部剪切位移降低3％,提升了该车型行人保护性能,为后续设计提供了参考。     

轿车与6岁儿童行人不同方位碰撞中下肢损伤分析

Euro NCAP发布的行人模型认证技术公告TB024的最新版本对6岁儿童行人模型认证提出了单独要求,旨在加强对儿童行人的保护。本研究应用符合Euro NCAP技术公告(TB024)规定并且具有详细解剖学结构的6岁儿童行人有限元模型,设置了4组不同方位行人-汽车碰撞仿真试验,以探究不同碰撞方位下的儿童下肢损伤机理。结果表明,在4种不同角度的碰撞条件下,仅270°背面碰撞时儿童股骨未发生骨折;0°碰撞时儿童下肢膝关节韧带损伤最为严重;180°左侧碰撞下,对撞侧膝关节半月板最容易发生损伤,而撞击侧股骨远端生长板存在较大的受伤风险;270°背面碰撞中儿童的胫骨和腓骨最容易发生损伤。本研究为儿童行人保护和儿童下肢损伤的治疗提供了理论依据,为汽车安全防护装置的研发提供数据支持。     

基于交通事故深度调查数据的行人头部损伤特征研究

基于未来出行交通事故场景研究 （Future Mobile Traffic Accident Scenario Study,FASS） 数据库中135例人车碰 撞事故深度调查数据,对造成行人头部损伤的来源及车速对头部损伤来源的影响进行了统计分析。采用Spearman相关系 数检验法,建立了车辆速度区间与头部平均 MAIS 的回归模型。结果表明,行人头部致伤物主要来源于车辆,占比约 58%,其次为地面,占比约40%。行人事故中,碰撞车速对行人头部损伤来源的分布情况有一定的影响,当车速低于30 km/h时,行人头部损伤主要来源为地面,当车速为 ［30,50］ km/h时,车辆和地面对行人头部造成的损伤风险相近,当 车速高于 50 km/h时,行人头部损伤主要致伤物来源为车辆。因此,在进行交通损伤流行病学研究、交通损伤事故数据 库构建时,特别是在中低速碰撞中,应重视地面对头部造成损伤的风险。     

车辆-行人法规实施的重要性研究

行人安全技术应用在汽车上可以降低汽车一行人碰撞中行人的伤害，因此，我国应该实施行人保护法规，促使汽车生产企业加速行人保护方面的研究。文章通过对道路交通事故中行人伤害所占的比例分析，说明了在我国开展行人保护研究的重要意义。阐述了在汽车与行人的碰撞过程中，汽车可能对行人造成伤害的主要部分，从而对改进汽车相关结构提出重要依据。力图从根本上提高汽车的被动安全性能，使我国的汽车工业向更加完善的方向发展，从而使我国的汽车技术和世界汽车技术接轨。     

汽车碰撞行人伤害值分析及数据库建立

通过介绍行人与汽车碰撞的特点、相关参数的测量以及分析有关的事故伤亡指标,将各种影响行人受伤害的因素联系起来,对国际上一些传统的行人伤害公式进行了简化改进,在此基础上对行人的伤害进行分析,认为碰撞速度是行人伤害最大的因素,提出了符合我国行人身体素质的伤害标准。结合有关的数据库理论,初步建立汽车碰撞后行人伤害数据库。     

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。     

Impact phase in frontal vehicle-pedestrian collisions

The paper presents an alternative model developed in order to determine the pedestrian throw distance, taking into account ten distinct parameters. The collision dynamics, after the primary and secondary impact (pedestrian’s head hitting the vehicle windshield-hood area) between the vehicle and the pedestrian, entails the pedestrian ‘carrying’ phase onto the vehicle hood-windshield. Other parameters influencing the pedestrian throw distance, such as road inclination, friction coefficient between the pedestrian and the ground, vehicle and pedestrian mass, pedestrian launch angle are considered for the analysis. A comparison between the results obtained through the formula proposed in this paper and the results obtained by other researchers as well as a comparison with the results extracted from the casuistry analyzed by the authors on both accident reconstruction and laboratory tests is carried out.     

Influence of the geometric parameters of the vehicle frontal profile on the pedestrian’s head accelerations in case of accidents

The goal of this paper is to determine how the geometry of the vehicle’s frontal profile is influencing the pedestrian’s head accelerations (linear and angular) in car-to-pedestrian accidents. In order to achieve this goal, a virtual multibody dummy of the pedestrian was developed and multiple simulations of accidents were performed using vehicles with different frontal profile geometry, from different classes. The type of accidents considered is characteristic for urban areas and occur at relatively low speed (around 30 km/h) when an adult pedestrian is struck from the rear and the head acceleration variation are the measurement of the accident severity. In the accident simulation 3D meshes were applied on the geometry of the vehicles, in order to define the contact surface with the virtual dummy, similar with real vehicles. The validation of the virtual pedestrian dummy was made by performing two crash-tests with a real dummy, using the same conditions as in the simulations. The measured accelerations in the tests were the linear and angular accelerations of the head during the impact, and these were compared with the ones from the simulations. After validating the virtual model of the car-to-pedestrian accident, we were able to perform multiple simulations with different vehicle shapes. These simulations are revealing how the geometric parameters of the vehicle’s frontal profile are influencing the head acceleration. This paper highlights the main geometric parameters of the frontal profile design that influence the head injury severity and the way that the vehicles can be improved by modifying these parameters. The paper presents an approach to determine the “friendliness” of the vehicle’s frontal profile in the car-to-pedestrian collision.