乘员下潜倾向判断准则的研究

乘员下潜是碰撞事故中的一种非常危险的现象,可能导致乘员的严重伤害。鉴于目前尚无判断下潜倾向的准则,本文中提出腰带在骨盆上的相对位置LBOP和髂骨所受力矩与力的比值IMFR两个准则,并利用混III5百分位女性假人的有限元模型对所提出的准则进行了仿真试验验证。最后,通过应用该准则,评估了安全带腰带水平角度对乘员下潜倾向的影响。     

侧面柱碰撞工况下安全气囊参数对乘员损伤的影响研究

为提高侧面柱碰撞工况下乘员的安全性,针对乘员在车速32 km/h侧面柱碰撞工况下的损伤进行了仿真分析。首先建立了侧面乘员约束系统模型并进行了可靠性验证,为改善侧面柱碰撞工况下安全气囊对乘员的保护效果,依据2021年版《C-NCAP管理规则》中侧面柱碰撞试验方法,搭建了车辆侧面柱碰撞规定结构运动（PSM）子结构模型,最后将试验与仿真结果进行对比,结果表明,合理的气囊形状、点火时刻及排气孔直径可有效提高乘员保护效果。     

正面碰撞后排女性乘员颈部损伤研究及改进方案验证

针对正面碰撞工况中乘用车后排5%女性乘员颈部损伤问题,对乘员颈部损伤与乘员运动及安全带约束之间的关系进行研究,建立颈部损伤机理矩阵分析模型,提出基于安全带力作用的碰撞过程三区间分段分析改进方案,并通过整车试验对比验证了该改进方案的有效性。结果表明,该方案颈部拉伸力F_z平均降低32%,颈部伸展力矩M_ocy平均降低67%,头部损伤指标HIC₁₅平均降低61%,提高了后排5%女性乘员头颈部的碰撞安全性。     

正面碰撞试验中坐垫刚度均匀性对乘员伤害影响研究

为提高汽车座椅坐垫的安全性,对坐垫刚度前后一致和前高后低的两款座椅进行了台车试验研究,结果表明,坐垫刚度前高后低将会造成乘员骨盆发生二次碰撞,导致乘员的胸部加速度幅值和压缩变形量增高,颈部张力增大,同时带来安全气囊触底风险,最终造成乘员上半身的伤害相应加重。因此在选配座椅时,应尽可能选择坐垫前、后刚度接近的座椅。     

安全气囊对离位乘员损伤影响的仿真研究

基于MADYMO软件的Gas Flow流体计算方法及5百分位Facet假人建立了驾驶员侧气囊模型及5百分位女性假人两种离位情况(OOP)的计算机模型,并通过气囊静态展开试验及假人两种不同位置的试验验证了模型的正确性。在此模型基础上通过改变气囊参数,分析了各参数对两个位置模型人体各部位损伤影响及其灵敏度。仿真结果表明,对离位乘员伤害影响比较敏感的气囊参数依次为气体发生器峰值压力、气袋体积、排气孔大小、织物渗透率、织物杨氏模量及密度。     

基于客车乘员损伤的尖顶等效方波参数研究

本文中基于等效方波原理,结合有限元分析方法,研究某12 m客车正面碰撞加速度波形参数与乘员损伤的关系。首先以座椅滑车系统为研究对象,对比3种常用尖顶等效方波(TESW)(上升型、水平型和下降型)的乘员损伤情况。然后,研究下降型TESW回弹时刻参数t_m对乘员综合损伤WIC的影响规律。结果表明:对于12 m客车,下降型TESW优于其他两种等效方波。而在下降波形中,随t_m值增大,WIC呈勺形变化趋势,可拟合成三次回归方程。结合TESW模型简化推导过程可得到WIC最小时刻整车碰撞变形量C与t_m的关系式,为客车结构设计与乘员损伤研究提供参考。     

基于BP神经网络的儿童乘员头部损伤预测模型及评估参数研究

智能座舱与虚拟测评规程的推广,给乘员损伤评价带来新挑战,损伤机理与损伤风险评估参数更加多样化。本文基于图斯特6岁儿童乘员损伤仿生模型与BP神经网络算法构建正面100%重叠刚性壁障工况中乘员坐姿角度与头部损伤指标相关性预测模型,探究不同坐姿下头部损伤风险以及不同评价指标之间的相关性与差异性。结果表明,构建的相关性损伤预测模型具有良好的可信度(R²>0.90),可以用于损伤预测与分析。现有头部损伤评价指标在小角度坐姿范围内(95°～108°)对头损伤评估及预测具有良好的一致性,但是对于大角度坐姿乘员,不同损伤评价指标对头部损伤风险的评估存在显著差异。因此,目前实施的头部损伤评价参数具有局限性,未来虚拟测评中应综合运动学和生物力学参数对头部损伤风险进行更加全面的评估。该研究结果可以为儿童约束系统的改善、虚拟测评以及大角度坐姿乘员头部损伤评价参数的选取提供数据与理论支撑。     

侧面碰撞乘员损伤影响因素分析

开发了侧面碰撞乘员胸部、腹部和髋部损伤影响因素分析模型,并经过多工况试验验证.在该模型的基础上研究了侧面碰撞侵入速度、侵入形态以及车门内饰系统刚度特性对乘员损伤的影响.得出结论是:控制侧面结构侵入速度在8m/s以下,在胸部撞击之前推开乘员的髋部(髋部提前)以及适当的车门内饰系统刚度特性,可以显著减轻对乘员的伤害.     

儿童乘员在大倾角增高座椅中的下潜趋势及腹部损伤研究

为探究正面碰撞工况下大倾角增高座椅中儿童乘员的运动姿态、下潜趋势以及下潜对腹部损伤的影响,以经过验证的儿童增高座椅模型为基础,结合不同乘坐倾角的6岁PIPER儿童生物力学模型,在ECE R129正面碰撞台车模型中进行了动态模拟,建立了基于盆骨髂前上棘点的儿童下潜风险评价准则。仿真结果表明,50 km/h正面碰撞工况下,当靠背倾角超过35°后,儿童乘员发生下潜,下潜后腹部压缩量和粘性指数分别增加了234%和527%,肝脏最大第一主应变增加了45%,下潜导致腹部出现AIS 3损伤风险,限制盆骨旋转可减小儿童的下潜趋势。     

客车乘客座椅布置对乘员损伤影响的试验研究

基于ADR68／00法规的座椅动态试验方法,针对某款客车相邻两排乘客座椅,制定三种相对布置的动态试验方案,研究乘客座椅布置对乘员损伤的影响。结果表明,与相邻两排座椅布置状态一致相比,相邻两排座椅如存在横向偏移、高度差则将增大乘员头部和胸部的伤害风险;高度差将降低乘员腿部伤害风险．横向偏移将增大腿部的伤害风险。     

汽车碰撞过程中加速度特征对乘员损伤的影响分析

针对汽车正面碰撞过程中车身压溃失稳产生初始加速度峰值的特点,提取基本特征,改变峰值大小,构造加速度曲线组,研究峰值变化对乘员安全性的影响。研究表明,车身加速度峰值处于较小范围时,人体综合损伤指标对峰值的变化并不敏感。     

乘员约束系统参数优化及稳健性分析

针对某新开发车型,建立了正面碰撞约束系统模型,并对其气囊模块进行了试验验证.接着对模型进行参数优化,并对优化结果进行稳健性分析,以确保开发的约束系统满足设计要求.在碰撞波形稳定的前提下,使50km/h刚性壁障碰撞的C-NCAP得分在12.09～12.95之间的概率大于99%.     

衬套刚度对悬架运动学特性参数影响分析

随着研究分析橡胶衬套发现橡胶衬套的刚度变化对汽车的悬架参数有重要的影响,进而直接影响着汽车的平顺性、操纵稳定性能。文章选择对橡胶衬套的刚度展开讨论,首先建立了带有橡胶衬套与转向系的双横臂独立前悬架的弹性连接运动学模型。以车轮外倾角、车轮前束角、主销后倾角、主销内倾角、轮距的变化、轮心处悬架垂直刚度等悬架参数为观察指标,设置悬架与整车的部分参数,给建立的模型输入左右车轮平行跳动激励,进行仿真对比,得出弹性连接状态下的模型综合结果更好。然后分析在弹性运动学状态下各个橡胶衬套刚度的改变对悬架运动学特性参数的影响大小,得出衬套径向刚度、轴向刚度的改变对悬架运动学特性参数综合影响,这对提升汽车的操纵稳定性与平顺性有较好的指导意义。     

主动式座椅参数对其正面碰撞乘员保护性能影响的研究

本文旨在研究正面碰撞中座椅参数对乘员保护效果的影响。首先依据某一轿车副驾驶员座椅相关尺寸设计了简化的台车约束系统试验装置,建立了带Hybrid III 50th假人的约束系统有限元仿真模型,并通过台车试验验证了其有效性。接着采用最优拉丁方试验设计和Kriging模型,对座椅前后位置、坐垫高度、坐垫倾角和靠背倾角等4个参数进行了优化。确定了正面碰撞时座椅的最佳参数:座椅从中间位置向后移动111.5mm、坐垫高度56.99mm、坐垫倾角22.76°、靠背倾角29.33°。最后,基于座椅最佳参数再次进行仿真的结果,加权损伤指标降低了15.77%。     

汽车碰撞中颈部肌肉组织神经兴奋性对乘员损伤影响的研究

为研究汽车碰撞中神经兴奋性引起颈部肌肉力的变化对乘员损伤的影响,建立了低速正面碰撞与追尾碰撞模型,对乘员运动响应进行了仿真分析。然后使用汽车驾驶模拟器采集真实驾驶员颈部主要肌肉的肌电信号,验证了仿真结果的有效性。结果表明,在低速工况下,颈部肌肉紧张会约束头颈部的运动,头部有后倾上扬趋势,颈部受力大小有所增加。考虑颈部肌肉组织的神经兴奋性,能更真实地再现碰撞中乘员头部和颈部的运动响应,为颈部损伤评价准则的修正和乘员心理和生理变化对人体损伤影响的研究提供参考。     

基于客车约束隔板灵敏度参数设计的乘员损伤研究与优化

以客车约束隔板为研究对象,以LS-DYNA为仿真分析工具,采用正交试验设计方法,进行约束隔板参数灵敏度的研究,从而找出对乘员加权损伤指标(WIC)影响较大的设计参数。约束隔板参数优化后,乘员WIC比初始值降低了47.7%,优化效果显著。     

正面碰撞事故中乘员下沉对乘员伤害影响的研究

通过对正面碰撞事故中乘员下沉的运动情况进行分析,以及正面碰撞试验结果的比对分析,指出了因坐垫骨架刚度不够等原因,在碰撞中造成乘员有下沉现象时对乘员伤害的影响。     

乘用车乘员约束系统参数灵敏度研究及优化

以汽车正面碰撞为例,以MADYMO为工具,通过正交试验设计方法,进行约束系统参数灵敏度研究,找出对假人WIC值影响较大的设计变量;通过均匀试验设计方法进行样本采集,对灵敏度较高的设计变量进行优化。优化后的假人WIC比初始值降低了11.3%,效果显著。     

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.