人体有限元模型THUMS用于正面碰撞乘员损伤研究

用第4代新版丰田人体模型THUMS(Total Human Model for Safety),分析研究了正面碰撞对于乘员人体模型的头部﹑胸部﹑腿部的伤害。基于国内某款运动型多功能车(SUV)零部件试验和正面碰撞试验,利用动态非线性显式有限元方法,建立了有限元约束系统模型,用Hyperworks软件作为前后处理器,用动力学分析软件LS-Dyna为求解器的仿真模式。结果表明:该款THUMS人体模型头骨最大压应力2.4 MPa,颅内压应力44 k Pa,头部无损伤风险;股骨﹑胫骨最大应变0.4%,左右十字韧带应变3.6%,腿部无损伤风险。上肋骨应变大于3%,胸部压缩量达到30 mm,造成胸部简明损伤等级三级(AIS3)的概率为30%。因此,该碰撞工况下最有可能受伤的部位是胸部。     

基于人体损伤的低速气囊标定研究

文章应用整车碰撞有限元模型与THUMS人体模型,对该车低速碰进行了气囊匹配分析,分析了该车在25kmph、28kmph、30kmph、32kmph的低速碰撞情况的人体伤害情况,得出了该车在30kmph时,且气囊在35ms起爆时,人体伤害最小的结论。     

汽车人机工程学三维人体模型的建立和应用

人体模型是进行人机工程学分析的基础工具．在Catia三维软件中提供了人机工程设计与分析模块，为搭建数字化三维人体模型创造了条件。如何正确搭建．按怎样的思路和方式建立渗合我国国情的人体模型是文中论述的重点。另外．也对人体模型的应用情况进行了简单描述。     

牵引车底盘登梯布置分析与设计

基于人机工程学原理,通过创建更符合当今中国人体尺寸的人体模型,对重型牵引车底盘登梯的布置以及人机工程特性进行了模拟仿真,并根据仿真结果对影响操作人员上下车舒适性的结构进行了优化设计.同时,为保证优化后的登梯强度及可靠性满足使用要求,采用有限元仿真技术进行了计算与验证.     

面向汽车布置设计的人体模型的研究

以人体参数为基础建立的人体模型是描述人体形态特征和力学特征的有效工具,是研究、分析、评价人机系统不可缺少的辅助手段。用于车身设计的H点人体模型是车身总布置设计的工具之一。针对现有的SAEJ826H点人体模型的缺点,介绍了由UMTRI和BDLMSUCE最新开发的ASPECT人体模型,为汽车厂家使用新的人体模型提供了参考。     

基于SAE J2114翻滚试验的THUMS人体模型损伤研究CSCD

研究了台车翻滚试验中驾驶员侧人体动态响应,再现无约束状态下人体头部、颈部真实损伤情况。基于THUMS人体模型进行人体损伤模拟,运用LS-DYNA有限元仿真方法,在Ford Explorer有限元模型的基础上建立整车翻滚模型,将仿真结果与碰撞测试数据库中SAE J2114某台车翻滚试验结果进行对比。结果表明:前1.1 s内,驾驶员颅骨和颈椎骨折风险较小,但是颅脑有损伤的可能性。因此,该模型能反映实际翻滚事故中的乘员损伤趋势和车辆碰撞特性。而且利用THUMS人体模型能模拟乘员的运动响应,可直观地描述人体的受伤部位,但是HybridⅢ50%男性假人颈部不能如实反映人体在翻滚中动态响应。     

基于Ramsis的人机工程学边界人体求解方法

人体模型是人机工程学中的重要校核工具,需具有较高的准确性和代表性。文中基于Ramsis,根据影响人体模型选择的因子数量,对简单问题和复杂问题进行划分,从这两个方面分别阐述人体模型的建立方法,进而得出不同约束条件下的人体模型即边界人体,并以驾驶室人因分析为例,验证了该方法的可行性。     

基于反馈控制的人体颈部肌肉主动力建模

鉴于用于汽车交通事故仿真研究的人体有限元模型中肌肉主动力的缺失,制约着人体损伤机理的全面认知,建立肌肉主动力数学模型,获得生物逼真度高的仿真结果,以评估主动安全系统的功效,具有重要意义。本文中基于人体头颈部有限元模型,采用LS-DYNA关键字编写反馈控制程序,对颈部肌肉实现肌肉主动力控制,在有限元模型中实现肌肉主动力模拟,并与基准模型和志愿者碰撞试验进行对比分析,结果表明,添加了肌肉主动力反馈控制的头颈部有限元模型的动力学仿真结果更贴近乘员的真实响应,肌肉主动力在提高有限元人体模型生物逼真度方面具有重要作用。     

基于UG的人机工程模块在整车设计上的分析研究(2)

<正>(上接2014年第7期)d)人体模型动作编辑:人体模型进入到整车数据中后,需要通过编辑人体模型驾驶摩托车的动作实现对人体工程的分析。选择人体模型后,鼠标右键选择菜单中的"编辑参数"选项,进入到编辑人体模型菜单下,图10所示为编辑人体模型的多种功能菜单。在编辑人体模型组合菜单中,有多个选项供选择,首先从人体手型库中调用"最大抓握"状作为人体模型抓握手把的动作;再创建人体驾驶摩托车的坐姿动作,这涉及到人体多个关节动作,包括上侧关节(上臂、上关节、上锁骨)、肘关节(肢体上臂和下臂)、肢体下臂和手掌、臀关节(肢体腹部和大腿)、膝关节(大腿和小腿)等,人体驾驶动作是完全对称的,所有编     

基于CATIA的中国人体模型的研究

人体模型作为人机工程学的重要工具,在人机工程学研究方面发挥着重要的作用。本文对中国成年人人体尺寸(GB10000-88)进行了前期处理,然后与CATIA中人体变量进行对比分析,整理出其中的部分重要变量,建立一个中国成年人人体模型尺寸数据文件,导入CATIA HumanMeasurement Editor模块中即可完成中国人体模型的建立,然后对其在汽车几个主要领域的应用进行了简要探讨。     

假人碰撞试验的有限元分析

本文建立了一种用来模拟汽车驾驶员与乘客的假人的有限元分析模型，对该模型的构造方法、结构进行了分析，并通过应用实例对模型进行了初步的验证。     

汽车吸能转向机构与驾驶员碰撞的仿真与试验

利用非线性有限元方法建立了可收缩吸能转向机构与驾驶员所组成碰撞系统的仿真模型，深入讨论了碰撞仿真模型初始条件与边界条件的处理方法、材料非线性本构关系的选择、接触对摩擦系数的确定。并按照GB11557规定的要求，对人体模块有限元模型进行了验证。分析计算了吸能转向机构与人体模块碰撞时上下套管间的收缩位移和作用在转向柱上的碰撞力，并通过相应的碰撞台架试验验证了仿真结果的正确性。     

钢筋锈蚀量对周围混凝土应力场的参数敏感性分析

通过对钢筋锈蚀产生的膨胀产物用虚拟径向位移表示,变化虚拟径向位移达到对周围混凝土应力场影响的分析,模拟了多根锈蚀钢筋对周围混凝土应力场的影响,与设计中常规的钢筋分布相符,用应力路径的方式显示钢筋附近混凝土的应力变化,尤其是保护层附近混凝土剖面应力的变化值,清楚地了解到保护层最外缘混凝土的应力分布,可以判断分布钢筋锈蚀对表层混凝土的破坏位置,验证了用有限元方法分析混凝土应力场参数敏感性分析的可行性。     

从LS-DYNA到PAM-CRASH的模型转换及侧面碰撞仿真

研究了有限元模型从LS-DYNA向PAM-CRASH的转换方法,利用该方法成功实现了某轿车整车模型的转换。在转换模型的基础上,通过加入车门内饰、假人和移动障碍壁模型,建立了完整的整车侧面碰撞模型。将仿真计算结果和整车试验测试数据进行比较,验证了模型的有效性。     

EuroSID-I侧面碰撞假人有限元模型的验证方法

对某非商业侧碰假人EuroSID—I有限元模型进行了修正,并按假人标定试验要求对其进行了全面的验证,结果表明修正后模型满足仿真研究要求,具备工程应用价值。     

混合Ⅲ型50百分位假人头部有限元模型建模与对比研究

针对已公开的HybridⅢ第50百分位假人头部有限元模型过于简陋和网格尺寸过大的问题,建立了5种不同网格尺寸的Hybrid Ⅲ 50百分位假人头部有限元模型.通过模型有效性验证发现,当网格尺寸大于10mm时由于沙漏能过大而导致模型仿真失效;等于4mm时模型接近于可能仿真失效;小到2mm时模型沙漏能得到了较好的控制且整个头部模型有很好的细节表现.具有该网格尺寸的头部模型较适用于头部接触碰撞的仿真,且可用来建立整体碰撞假人模型.在对头部皮肤与头盖骨之间接触特性的研究中发现,定义了头部皮肤与头盖骨之间的接触使仿真HIC值非常接近于试验值,消除了未定义接触时产生的约20%的误差.     

隧道入口护栏防护提升与乘员安全适应性分析

为提升高速公路隧道入口护栏的安全性能,采用调研分析、实车足尺碰撞试验和有限元仿真模拟综合研究方法,了解隧道入口护栏设置现状和安全防护提升需求,提出一种新型高防护等级金属梁柱式护栏,并给出其在隧道入口处的合理过渡设计。研究结果显示：护栏结构安全性能经实车碰撞试验验证,防护等级达到六（SS）级;护栏乘员安全适应性能经1.5 t小客车100 km/h和33 t大货车60 km/h以20°角碰撞模拟,车辆碰撞护栏时假人头部性能指标HPC均小于1 000,假人胸部压缩指标THCC均小于75 mm,假人大腿压缩力指标FFC均小于10 kN,假人各项性能指标均满足要求,护栏方案对车辆乘员安全适应性能较优,能够较好地保护车内乘员安全。研究为隧道入口护栏的安全性能提升及实际工程应用提供了有价值的参考。     

城市公交车内儿童乘员头部损伤的有限元分析

基于已验证的具有详细解剖学结构的头部模型和儿童假人身体有限元模型,构建了具有高计算效率的6岁儿童混合人体有限元模型,结合构建的城市公交车整车有限元模型,选取儿童乘坐公交车时的4个典型位置,对公交车紧急制动和正面碰撞工况下的儿童头部损伤进行了仿真.结果表明,公交车正常行驶紧急制动时头部不会损伤,但在有交通事故发生碰撞时可...     

某微型汽车侧面碰撞安全性能优化

针对某微型汽车在侧面碰撞时B柱和车门变形较大、假人伤害严重、在C-NCAP侧面碰撞时得分较低问题,建立了该微型汽车侧面碰撞仿真模型,对其侧面车身结构进行优化,并进行了有限元模拟计算。优化前、后的侧面碰撞仿真结果对比表明,优化后车门侵入量明显减小,假人伤害值降低,侧面碰撞得分提高,车辆的侧面碰撞安全性显著提高。     

基于中国人体形特征的行人假人缩放方法

结合中国人体形特征和假人缩放方面的研究成果,提出了基于受害人体形特征的行人数字仿真假人快速定制方法。该方法通过交互式程序,只需输入受害人的身高和人体质量信息,就可以快速生成多刚体假人模型。文中还以一起真实的事故案例为例,研究了假人体形参数对仿真结果的影响,结果显示假人体形参数对事故再现结果的影响不容忽略,尤其是要注意假人的几何尺寸方面,而对于人体质量误差的要求则可适当放宽。