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。     

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。     

汽车与行人碰撞安全性的实验评价方法研究

汽车与行人的碰撞安全性已经成为汽车碰撞安全性研究领域的一个重要内容,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。本文介绍了目前常用的对汽车与行人碰撞安全性进行评价的两种实验方法,利用计算机仿真研究对EEVC WG17提出的部件实验方法进行了分析,并与由行人模型进行的碰撞仿真结果进行了对比,指出了部件实验方法存在的不足,并分别针对头部碰撞安全性评价和腿部碰撞安全性评价提出了相应的改进措施。     

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。     

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。     

行人被面包车碰撞的运动学规律

为了丰富人车碰撞事故运动学理论,同时为面包车碰撞行人事故的分析鉴定提供理论支撑,对20～110 km·h^-1车辆碰撞速度下行人被面包车碰撞后的运动规律进行研究。利用多刚体建模系统PC-Crash软件构建面包车与行人碰撞仿真模型,并通过仿真获得多种碰撞条件下行人碰撞后的纵向/横向抛距、抛射高度、抛射角度、空中旋转圈数、躯干合成速度和头部合成加速度等运动学数据。结合国家车辆事故深度调查体系（NAIS）中14例具有可靠数据的事故样本进行比较验证。定义并提出了行人被面包车碰撞后的拱推型运动形态,以区别于长头车碰撞的卷绕型和平头车碰撞的推掷型。结果表明：拱推型碰撞中行人会在瞬间被加速到车辆碰撞速度的111%～127%;在高速（110 km·h^-1）碰撞中,头部合成加速度值超过3 000 m·s^-2,头部损伤指标（HIC）值超过7 500;行人空中旋转不超过3圈,被抛高度不超过4.0 m,抛射角度介于6°～11°;行人抛距与车辆碰撞速度之间的关系可以用幂函数模型进行描述;碰撞接触位置、车型外廓参数、行人行走速度和行人碰撞姿势对行人被抛运动形态有一定程度的影响,相对标准碰撞的影响程度一般在5%以内,最大不超过10%（边翻型除外）;行人头部损伤安全界限（HIC值为1 000）对应的车辆碰撞速度约为55 km·h^-1;边翻型碰撞中行人的运动形态与拱推型差别较大,横向抛距最大可达12.0 m。     

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。     

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。     

汽车与行人碰撞过程中行人膝关节损伤的参数研究

建立了汽车与行人碰撞的系统仿真模型。通过改变汽车前部结构参数,分析其改变对行人膝关节损伤的影响,从而得出各结构参数使行人膝关节损伤较小的优区间,并在其基础上进行优化组合分析,提出了对行人膝关节损伤较小的汽车前部结构。通过与事故统计分析结果的对比,验证了研究结果的正确性。     

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.     

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.     

A Research on the Effects of Pedestrian's Gait in Vehicle-Pedestrian Collision Accident

为提高人车碰撞事故再现仿真的准确性,分析行人的初始状态对仿真结果的影响,提出了一种以多刚体行人假人为模型的事故再现方法.该方法仿真行人行走的动态过程,从而确定事故再现中所需要的行人姿态、步速等初始状态参数.通过再现一起真实交通事故,论证了行人初始状态对事故再现结果的影响,并证明了该方法的正确性.     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。