行人保护aPLI腿型试验性能研究

对比了先进行人腿型碰撞器(aPLI)与柔性腿型碰撞器(FlexPLI)在结构上的差异,在此基础上分析了2种腿型碰撞器在响应机理和伤害指标上差异的内在原因,并进一步分析了aPLI腿型与车辆碰撞响应特性,总结了不同类型车辆的aPLI腿型试验结果的潜在规律,即轿车的最大大腿弯矩、最大小腿弯矩和内侧副韧带(MCL)伸长量普遍高...     

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。     

集成式行人下肢保护结构设计与优化

行人下肢是人车碰撞事故中最容易受到伤害的部位,ECE法规、NCAP评价规程等均采用行人下肢碰撞模块Flex-PLI撞击车辆保险杠的方法进行车辆的行人下肢保护性能评价。文章介绍了行人下肢损伤机理、Flex-PLI碰撞模块的结构特点以及NCAP评价方法,建立概念模型,分析了车辆前端结构参数对于FlexPLI伤害值的影响,并根据结构参数敏感性提出了行人下肢保护的设计要点。在此基础上,基于上汽某车型实现了一种减重、降本的集成式行人下肢保护结构,经济效益增加明显。     

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。     

基于行人保护儿童头型有限元模型的开发

根据GB_T24550-2009《汽车对行人的碰撞保护》中对儿童头型冲击器的要求,快速准确地开发相应的Ls_dyna碰撞有限元模型.通过确定关键几何设计参数,满足法规中质量、质心以及转动惯量的要求.通过面响应优化法,确定关键材料参数,满足法规中儿童头型跌落加速度和频率的要求.最后通过对该有限元模型进行仿真验证,该模型满足法规要求,可用于儿童行人保护的后续研发工作.     

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。     

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.     

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。     

行人保护头型冲击器有限元模型研发

文章针对国内外汽车行人保护相关法规,建立了行人保护头型冲击器的有限元模型。结合MODYMO建模特点深入研究,通过确定头型冲击器的关键设计参数,开发出能够快速确定3．5kg和4．5kg（包括2．5kg和4．8kg）头型建模参数的程序,并进行建模,通过静态（跌落）、动态（侧向冲击）标定试验,验证模型正确,可用于汽车行人保护开发设计,     

面向行人下肢保护的汽车前端结构刚度优化设计

为改善汽车的行人下肢保护性能,提出了一种基于多刚体动力学模型的汽车前端结构刚度设计方法。依据下腿型对保险杠的碰撞试验和汽车前端结构的有限元模型,仿真获得腿部碰撞区域的刚度参数和汽车前端的几何位置参数,在Maydymo中建立了该模型。利用全局响应法(GRSM)进行优化求解。以下肢胫骨加速度、膝部弯曲角度和膝部剪切位移这3个伤害指标归一化后的均方估计(MSE)为优化目标,以保险杠和副保险杠的屈服力和最大变形量为4个设计变量。结果表明:目标函数降低了73.9%,胫骨加速度下降了50.3%,膝部弯曲角下降了48.9%。这说明:对汽车前端结构刚度的优化可以有效提升其行人下肢保护性能。     

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。     

行人与汽车碰撞中颅骨骨折损伤机理的虚拟实验研究

采用汽车-行人多刚体动力学模型,模拟行人与汽车碰撞中人体的动态响应过程,并计算头部与风挡玻璃碰撞接触瞬间的方位、速度和角速度等运动参数;然后将这些参数输入到先前建立并验证了的行人头部有限元模型HBM-head中,模拟头部与风挡玻璃和A立柱的碰撞过程,并分析与损伤相关的生物力学参数.结果表明,结合多刚体动力学和有限元分析的虚拟实验技术可进行碰撞事故重建和损伤机理分析,模拟颅骨骨折,计算分析颅骨在冲击载荷下的应力,并确立骨折损伤与应力参数之间的内在关系,从而为降低行人头部损伤风险,改进轿车安全设计提供依据.     

行人腿型冲击器生物力学响应分析

本文对Flex-PLI、Flex-PLI/UBM和aPLI三种行人腿型冲击器进行了试验结果分析对比,研究了三种腿型冲击器的生物力学响应特性.本文试验中,这三种冲击器对同一款SUV的车辆中央位置和车辆边缘位置分别进行碰撞冲击,试验结果显示Flex-PLI在股骨损伤方面存在一定缺陷,在冲击车辆高度较高的SUV试验中,Fle...     

汽车乘员约束系统的参数分析及仿真研究

应用MADYMO软件建立汽车乘员约束系统的仿真模型,分析了安全带系统和座垫刚度特性对汽车乘员碰撞响应的影响,仿真结果经试验得到验证.最后通过对约束系统进行参数相关性分析和仿真研究,得到了对汽车乘员约束系统开发有指导性的结论.     

不同角度正面碰撞中老年驾驶员下肢模型的响应研究

为研究老年驾驶员在交通事故中下肢的损伤,本文中利用老年下肢模型预测不同工况下肢生物力学响应.首先,对下肢模型的有限元分析与尸体试验结果进行对比验证了模型的有效性.接着,利用验证后的有限元模型,用质量为4.5 kg、速度为4 m/s的圆柱形冲击器对膝关节进行不同角度碰撞,探究膝-大腿-髋(knee-thigh-hip)复...     

行人-汽车碰撞试验腿部模块的可变形膝关节参数设计

根据行人-汽车碰撞中对行人腿部碰撞保护相关技术法规的要求,针对行人下肢的损伤机理,分析了腿部可变形膝关节部件的设计方法。通过力学模型的建立和分析,提出了确定膝关节部件结构类型、尺寸和材料的力学计算方法以及部件标定试验验证方案。经算例和部件的标定试验验证,该设计方法满足EEVCWG10的弯曲部分技术要求,可变形膝关节设计原理和分析方法可以为其他行人腿部模块技术规范中的部件设计提供参考。     

行人膝关节有限元模型的建立与验证

在前期研究中对下肢长骨和膝关节主要韧带的模型进行了全面验证的基础上,建立了具有详细解剖学结构的行人膝关节有限元模型,并定义了各组织间的接触。依据更符合实际行人事故中膝关节载荷特点的生物力学实验,对膝关节有限元模型进行了动态四点弯曲和动态三点弯剪仿真验证。结果显示膝关节模型的生物力学响应与实验结果吻合,能较好地反映膝关节的损伤和动力学响应,具有较好的生物逼真度。     

SUV前端造型对行人下肢损伤影响的定量研究

为在造型设计阶段充分考虑汽车的行人碰撞安全性能,以提高汽车的开发效率和行人安全性,提取了77款SUV侧视图的轮廓线及其特征参数,构建并验证了SUV前端造型的简化有限元模型,并依据Euro NCAP评价规则进行行人安全性能仿真。以造型特征参数为自变量,损伤参数为因变量,采用多重线性回归分析方法分别对有无扰流板的两类车型筛选出对下肢损伤有显著影响的造型特征参数,并建立回归模型。分析结果表明,有前保险杠扰流板的SUV在造型设计时应增大保险杠中心离地高度、保险杠宽度和扰流板相对于保险杠的前伸量;无扰流板的SUV则应增大保险杠上参考线离地高度、进气格栅曲率半径,减小保险杠下参考线离地高度。建立在量产车型造型特征基础上的汽车前部简化模型通过Euro NCAP试验数据的验证,不仅能表征造型信息,也具备结构属性,对于结构设计前的造型设计具有指导作用。     

A Virtual Durability Test Method for Heavy Truck Based on Axle Displacement Response

以某重型载货汽车为研究对象,提出一种基于车轴位移响应的耐久性虚拟试验方法.该方法首先采集车轴位置的加速度响应;建立基于车轴位移响应驱动的整车多体动力学刚柔耦合模型;接着基于上述试验和刚柔耦合模型复现整车实际道路的载荷历程,预测整车及其关键零部件的疲劳寿命.最后,对其前悬架左减振器支架进行的分析,验证了所提出的试验方法的有效性.     

引入悬架K&C参数二自由度模型的建立及验证

横摆角速度是影响操纵稳定性的重要因素。在汽车行驶过程中，给其施加角阶跃输入，分析横摆角速度响应是评价汽车操纵稳定性的重要方法。文章简化汽车模型，利用牛顿第二定律建立经典二自由度线性模型及引入K&C参数的数学模型。输入整车参数、K&C试验参数，将两模型MATLAB横摆角速度响应结果与Carsim仿真结果进行对比，验证模型的可靠性，可利用二自由度模型快速获取车辆操纵稳定性的大致情况。