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。     

交通事故中的行人头部伤害分析

简要分析了我国交通伤亡的发生情况及其分布,并与其他国家的相关数据进行对比。从行人头部损伤分析入手,对在交通事故中的头部损伤发生形式及严重程度做了简要介绍,并对影响车辆—行人碰撞中行人头部伤害严重程度的影响因素进行了详细的分析和阐述,以期为行人头部保护装置的研究提供思路。     

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。     

塑料前舱盖头部保护C-NCAP五星目标达成

在车辆与行人碰撞事故中行人属于弱势群体,而且行人头部受到的伤害尤其严重,通过对前舱盖针对性结构设计有利于提高行人头部的保护。采用仿真和试验结合对标的方法,建立行人头部撞击器与发动机罩碰撞的有限元模型,通过模拟头部伤害值得分,对结构设计提出优化改进方向。汽车针对行人的碰撞安全保护已经成为汽车碰撞安全性研究领域的主要一环,其评价方法的完善对促进汽车与行人碰撞安全性的提高具有重要意义。     

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。     

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。     

基于儿童行人头部保护要求的发动机罩锁扣碰撞性能研究

针对某款汽车发动机罩锁扣加强板区域的儿童行人保护性能,建立了儿童行人头部模型与车辆碰撞的有限元模型,并根据试验结果对碰撞模型进行了验证.分析了锁扣加强板区域各部件对行人头部碰撞的影响,对罩锁扣加强板的设计进行了改进.分析结果表明,在保证刚度条件下使用新的发动机罩锁扣加强板结构,儿童HIC值可由原来的1211下降到756...     

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。     

行人保护气囊设计与验证

在近几年我国实际交通事故中,超过70%的事故涉及弱势道路使用者,汽车对他们的保护需求日益凸显。本文中基于一款A级轿车,对能保护弱势道路使用者头部、并与弹起式发动机罩相配合的保护气囊(简称行人气囊)进行了设计和验证。首先,设计行人气囊的包型和布置,基于弹起式发动机罩仿真行人气囊头型冲击、联动展开等工况;其次,利用试验和理论推导对仿真结果进行验证,修正行人气囊和弹起式发动机罩的关键参数;最后,基于C-NCAP头型冲击试验,探究该行人气囊的保护效果。试验结果表明,基于该车开发的行人气囊对头部的保护效果良好,伤害降低60%以上,得分率高达93.1%。     

行人头型撞击前风挡玻璃区域的损伤风险分析

针对行人头部防护开展研究,建立了符合GTR要求的4.5kg成人头部模型.通过虚拟试验方法使用成人头部模型对轿车前风挡玻璃进行冲击分析,比较不同碰撞部位及相关结构对人体头部损伤评价指标的影响.结果表明,头部损伤风险表现出明显的区域分布趋势,针对特定结构进行设计,可以有效降低风挡玻璃导致头部损伤的风险.     

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.     

Development of Headform Impactor Finite Element Model Considering the Hyperelastic and Viscoelastic Responses of Rubber

To evaluate and analyze the pedestrian injury risk of automobiles, the finite element models of headform impactors are used. In this study, a modeling method that can accurately estimate the peak of the headform impactor impact pulse and head injury criterion (HIC) was developed. The headform impactor skin has the characteristics of both hyperelasticity and viscoelasticity. Therefore, compression tests, stress relaxation tests, and rheometer tests were conducted, and the hyperelastic and viscoelastic models were developed. The models were combined and used in the finite element analysis. The new headform impactor model was verified to accurately estimate the peak of impact pulse and HIC at the certification test of the headform impactor.     

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。     

Assessment of the pedestrian friendliness of a vechicle using subsystem impact tests

Annually, thousands of unprotected pedestrians are killed or suffer serious injuries in accidents with moving vehicles. Numerous automobile organizations have performed research on pedestrian safety. The European Enhanced Vehicle- Safety Committee (EEVC), Working Group 17 (WG17) proposed three component subsystem tests to evaluate the friendliness of a vehicle to pedestrians: the legform to hood test, the upper legform to bonnet leading edge test and the headform to bonnet top test. In assessing the pedestrian friendliness of a vehicle, the present study adopted the WG17 regulations of the three component subsystem tests. We herein describe in detail a finite element subsystem model built to analyze the pedestrian friendliness of a vehicle using LS-DYNA. The first objective of this study was to simulate these three component subsystem impact tests and evaluate car front aggressiveness. The second objective was to analyze the frontal structures of a vehicle and, based on the simulation results, identify dangerous areas and provide suggestions for vehicle front design that may decrease pedestrian injuries. The analysis of these models and the results obtained may be used to help evaluate the pedestrian friendliness of a vehicle and guide the future development of pedestrian-friendly vehicle technologies.     

电动二轮车驾驶人头部损伤再现不确定性方法

为了减少交通事故中不确定性信息在受伤害者损伤再现中造成的不利影响,采用拉丁超立方(LHS)试验设计和响应面蒙特卡洛相结合的方法对电动二轮车驾驶人头部损伤再现进行损伤不确定性分析。首先采用多体系统动力学方法对具有详细事故信息(含视频信息)和损伤记录的2起电动二轮车事故中的汽车碰撞速度进行再现和不确定性分析,并对比事故信息(视频信息、最终位置、电动二轮车驾驶人的运动学),进而验证事故再现结果的有效性。在此基础上,应用有限元方法将获得的电动二轮车驾驶人头部碰撞的边界条件加载至THUMS人体头部有限元模型,分析电动二轮车驾驶人头部损伤参数的不确定性与简明损伤准则AIS累计频率的分布关系,并对比电动二轮车事故案例中电动二轮车驾驶人的头部损伤法医鉴定记录。研究结果表明:蒙特卡洛不确定性分析方法能够较准确地预测电动二轮车事故中的汽车碰撞车速,采用该分析方法获得的电动二轮车驾驶人头部损伤等级与法医鉴定的脑部损伤记录高度吻合;蒙特卡洛不确定性分析方法可以适用于评估电动二轮车事故中电动二轮车驾驶人的头部损伤等级,研究结果可为电动二轮车驾驶人头部损伤研究提供理论依据和实证方法。     

基于行人碰撞事故重建的颅脑损伤准则效能研究

为了深入研究不同颅脑损伤准则对道路交通事故中行人颅脑损伤的预测与评价性能,从已有的交通事故调查数据库中选出可以用于进行事故虚拟重建且具有详细人体颅脑伤情记录的10例行人车辆碰撞事故案例,采用多刚体动力学和有限元分析方法,对事故中人和车辆运动学响应及行人颅脑损伤情况进行虚拟重建,在此基础上,采用LASSO回归分析方法分析了多个基于人体头部运动学响应的颅脑损伤准则与事故中行人颅脑损伤的相关性;借助文献中的损伤风险曲线,分析了不同基于脑组织应变的损伤准则与行人典型颅脑损伤（弥散性轴索损伤和脑挫伤）之间的关系。研究结果表明：在多个基于人体头部运动学响应的颅脑损伤评价准则中,同时考虑头部线性和旋转运动,且体现头部碰撞功率的头部碰撞能量（HIP）准则能最有效地评价真实的颅脑损伤;基于脑组织应变的颅脑损伤准则中,累计应变损伤测量（CSDM）准则相对于最大主应变（MPS）准则能更有效地评价典型弥散性脑损伤（DAI）,而扩张损伤测量（DDM）准则所反映的脑挫伤程度远低于真实的损伤状况,所以该准则难以准确预测脑挫伤的损伤风险。     

行人头部碰撞子模型适用性的研究

为了提高行人头部碰撞研究的效率和简便性,开发了专用的行人头部碰撞子模型,深入探讨了从3个方面评估子模型适用性的方法.通过对比子模型与原模型,验证了该方法的可行性.     

Injury analysis of pedestrians in collisions using the pedestrian deformable model

Vehicle safety has become the most important issue in automobile design. However, all efforts to improve safety devices focus on enhancing safety features for occupants. Notably, pedestrians are the second largest category of motor vehicle deaths, after occupants, and account for about 13 percent of motor vehicle deaths. It is essential to design pedestrian-friendly vehicles and pedestrian protection systems to reduce pedestrian fatalities and injuries. To effectively assess pedestrian injuries resulting from vehicle impact, a deformable pedestrian model must be developed for vehicle-pedestrian collision analysis. This study constructs a pedestrian-collision numerical model based on LS-DYNA finite element code. To verify the accuracy of the proposed deformable pedestrian model, experimental data are used in the pedestrian model test. This study applies the proposed model to analyze the dynamic responses and injuries of pedestrians involved in collisions. The modeled results can help assess vehicle pedestrian friendliness and assist in the future development of pedestrian-friendly vehicle technologies.