C-NCAP中后排Hybrid Ⅲ 5%小身材假人伤害及影响因素研究

文章使用MADYMO软件建立了包含Hybrid Ⅲ 5%小身材假人的50 km/h正面全宽碰撞后排乘员约束系统仿真模型,根据仿真与实车碰撞试验的对比结果验证仿真模型的有效性。选取座垫摩擦系数、座垫刚度、座垫长度、安全带限力级别和安全带预张紧器作用时间作为优化设计参数,利用正交分析的方法,确定优化匹配结果。通过对优化后的配置进行实车试验,验证了优化的有效性。     

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。     

后排乘员安全带约束系统研究

为提高不同体型后排乘员的安全性，针对后排乘员在50 km/h下100%正面碰撞工况的损伤进行了仿真分析。首先建立后排乘员约束系统模型并进行了验证，然后分别采用THUMS＿AM50、THUNS＿AF05、CHARM-70模型模拟不同体型的后排乘员，并分别施加恒定加载限制（Con-LL）曲线、渐进加载限制（Pro-LL）曲线、递减加载限制（Dig-LL）曲线以探究安全带加载曲线对不同体型乘员的适应性。结果表明：该工况下乘员的颈部韧带损伤风险较大；遭受正面碰撞时，Dig-LL曲线对CHARM-70保护作用明显，但是对THUMS＿AM50保护效果较差；Con-LL曲线不适用于该工况下对THUMS＿AM50和CHARM-70的保护；Pro-LL曲线对THUMS＿AM50和THUNS＿AF05保护效果较好。未来安全带约束系统应根据乘员类型和碰撞工况适配不同的加载曲线，以更好地保护乘员。     

大客车正面碰撞乘员约束系统的仿真研究

本文利用碰撞仿真分析软件MADYMO,建立了包括大客车车体、安全带和假人的乘客约束系统正面碰撞模型,对模型进行计算求解后得到乘员头部、胸部伤害响应曲线和HIC、胸部3ms加速度、胸部压缩量等伤害值。与实车碰撞试验结果进行对比可知,模型较真实地反映了碰撞试验过程。最后利用该模型在三种工况下对安全带对乘员的HIC、胸部3ms加速度、胸部压缩量和左右大腿力等伤害值的影响进行了比较研究,结果表明三点式安全带对乘客保护效果最好,其次是两点式腰带,不系安全带最为危险。     

正面碰撞中基于新型前排安全座椅的后排约束系统优化研究

提出了一种新型汽车前排安全座椅,以实现正面碰撞中对后排乘员的约束保护。首先,采用碰撞仿真软件MADYMO建立了某轿车后排约束系统模型,进行仿真和试验验证,并利用该模型,分析确定能使乘员获得较好的保护的扭簧转动刚度为10N·m/(°)。接着通过灵敏度分析,选出5个较为敏感的参数。最后,以该5个参数为优化变量,由头部伤害指标HIC15、胸部压缩量D和枕骨伸张弯矩峰值M_(yoc)加权构成的综合伤害指标最小化为优化目标,通过响应面分析进行优化。优化后,后排女性乘员安全性显著提高,HIC15,D和M_(yoc)分别降低了37.76%,4.72%和56.08%。     

校车儿童约束系统防护性能有限元分析

分析儿童乘员在校车正面碰撞中无安全带约束,使用2点式、3点式和5点式儿童安全带约束条件下的儿童假人的动力学响应和头、胸部的损伤物理参数;分析3点式安全带的两种误用情况下的儿童假人的有关物理损伤参数。结果表明,在正面碰撞事故中,使用5点式儿童安全带更有利于儿童乘员保护;正确使用3点式儿童安全带可以减轻头、胸部损伤风险。     

基于E-NCAP的6岁儿童乘员损伤防护研究

2016版欧洲新车评价规程(E-NCAP)将后排Q系列6岁儿童假人的损伤值作为儿童保护部分的评分依据,对车辆安全性提出了新的要求。本文中建立了某已开发车型的儿童乘员约束系统仿真模型,并利用C-NCAP试验数据对其有效性进行了验证。根据E-NCAP中的正面40%偏置碰撞和侧面碰撞要求进行了仿真。通过两种碰撞工况下乘员约束系统参数灵敏度分析,选出对儿童乘员损伤影响显著的参数作为优化变量,以儿童损伤综合评价指标WIC最小化为优化目标,采用Kriging算法创建的响应面模型和遗传算法进行参数优化。结果表明,优化后约束系统能有效降低儿童乘员损伤值,正面偏置碰撞得分提高了9.4%,侧面碰撞得分提高了67.9%。     

某车型正碰后排假人伤害的仿真与试验分析

正面碰撞后排假人安全性是车型安全开发的重要指标之一。本文针对某车型在开发过程中存在的后排女性假人下潜及胸部伤害现象,首先分析后排女性假人运动机理;其次,分别提出"增加假人一侧座垫连接结构及防下潜支架"及"采用后排限力式安全带"的改进方案,并基于有限元方法建立正碰仿真分析模型开展正面碰撞分析;然后,设计台车碰撞试验方案,进行正面碰撞台车试验,分析方案的可行性;最终通过实车验证。研究表明,方案能够有效避免后排女性假人发生下潜现象及降低胸部伤害,使其满足车型安全开发要求。     

正面100%重叠刚性壁障碰撞试验仿真中三岁儿童乘员的损伤评价

本文中应用已验证的具有详细解剖学结构的国人三岁儿童乘员生物力学模型，根据C-NCAP(2021版)要求，建立正面100%重叠刚性壁障碰撞试验模型进行仿真，以对比三岁儿童乘员在不同约束系统中头部、胸部的运动学和生物力学响应，对汽车碰撞中三岁儿童乘员保护进行分析评估。结果表明：使用安全带能大概率降低儿童乘员在汽车碰撞中遭受损伤的风险，五点式安全带对三岁儿童乘员的保护性能优于三点式安全带。应用具有高生物仿真度的儿童乘员生物力学模型，能应用生物力学评价参数对儿童乘员损伤机理进行深度分析，进而对儿童保护装置和试验车型进行全方位多层次的评估。     

正面碰撞安全带约束系统开发与试验验证

详细介绍MADYMO安全带及正面碰撞模型的建模流程;并利用此模型,从乘员运动姿态、头胸部伤害响应值和非约束系统效率等方面,对比不同安全带预紧器、限力器模型对乘员的保护效果。计算结果表明,利用预紧器消除安全带的初始松弛量,可显著提高乘员的非约束系统效率,并有效降低人体损伤值;在预紧量相同的情况下,锁扣预紧器的非约束系统效率优于卷收器预紧器;利用限力器可减轻胸部载荷。     

汽车侧碰中后向式婴儿座椅设计参数的仿真研究

运用子结构的建模方法建立了侧碰时的婴儿约束系统模型,该模型包括后车门总成模型、汽车后排座椅模型、婴儿安全座椅、P3／4假人模型、后排座椅安全带和婴儿座椅安全带,并运用规定结构运动的PSM方法定义车门总成的运动,在此基础上研究侧碰撞中婴儿安全座椅的设计参数对P3／4婴儿假人动力学响应及其损伤的影响。仿真结果表明：坐垫刚度和安全带刚度对婴儿假人损伤影响较大、坐垫摩擦系数对胸部加速度和颈部损伤影响较大。     

后地板安全带固定点结构优化设计

针对后地板安全带固定点的3种结构形式,对后地板安全带固定点相关法规进行了介绍,并对后排安全带固定点的强度进行了分析。通过分析某车型后地板安全带固定点强度失效原因,对其后地板安全带固定点结构和焊点进行了优化,优化后的结构在模具冲压和车身焊接中均未出现问题,满足了静拉试验相关法规要求。     

某轻型客车安全带的动态特性分析及改进

安全带是轿车上最重要的乘员约束装置,其中三点紧急锁止式安全带应用最广泛,装备数量最多。本文在试验的基础上,应用电测量和图像测量,结合电测数据和图像数据同步后处理方法,对某车型配备的三点紧急锁止式安全带及其约束下的HybridⅢ假人的动态特性进行分析。根据分析结果,提出提高安全带动态性能减小乘员伤害的方法,并进行台车试验验证。最后实车试验结果证明分析改进方法的正确性和有效性。     

儿童增高座椅安全带约束路径研究

儿童乘员使用成人安全带约束的儿童增高座椅在发生正面碰撞时,会出现肩部安全带过于接近颈部以及腰部安全带从盆骨滑移的现象,从而导致颈部拉力和弯矩过大,以及造成腹部压力过大的情况.针对该问题进行研究,通过对肩带导向及腰带导向的不同位置进行优化组合,寻找能有效改善该问题的安全带约束路径,同时减少儿童乘员受到的伤害.研究结果表明...     

Occupant injury risk analysis at NASS/CDS database

Injury information for vehicle occupants from the body regions of the head, thorax, abdomen, and upper and lower extremities, due to the restraints and interior parts of the vehicle, were extracted from the 2009 ~ 2012 NASS/CDS database. For those cases with high occurrence frequency, a detailed and comprehensive data analysis was performed to find the relationship between the accident, occupant, vehicle, and injury data. A numerical frontal impact sled model with the Hybrid III dummy and the GHBMC human body model was constructed to simulate and identify those injury risks according to NASS/CDS. Among the 5,734 injuries to the aforementioned body regions from frontal crashes are, listed by frequency of occurrence, the lower extremity (27.8 %), upper extremity (21.3 %), thorax (15.1 %), face (10.9 %), spine (8.7 %), head (7.3 %), and abdomen (6.9 %). The main injury sources to the head were the windshield, side structure, and steering wheel. For the thorax and abdomen they were the seat belt and steering wheel. For the lower extremity it was the instrument panel. The main injury patterns for the head were the concussion and the contusion. For the thorax they were vessel laceration and lung contusion. For the abdomen they were laceration and contusion of the organs. For the lower extremity they were bone fracture and ligament rupture. The steering wheel and seat positions were main factors affecting head and thorax injury risks. From the sled impact simulation, high injury risks of the head and thorax were assessed respectively at conditions of steering column tilt down and rear most seat position, which correlated well with the findings from the NASS/CDS data analysis.     

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能会出现头部损伤,给出了容易发生碰撞损伤的乘坐位置,并对头部碰撞损伤的特点进行了分析,为公交车内儿童乘员的安全防护提供理论支撑。     

小空间车型第2排乘员保护性能优化

为了研究小空间车型第2排乘员在正面碰撞过程中受到的伤害,利用仿真分析的手段,对比分析了不同的车体碰撞波形、乘员布置空间以及约束系统性能参数对第2排乘员伤害的影响,确定了安全带限力等级、车体碰撞波形及第2排座椅坐垫的布置角度是影响第2排乘员保护安全性能的关键因素.针对第2排乘员布置空间较小的车型,在保证第2排假人头部伤害满足目标要求的情况下,减小安全带的限力等级,增大第2排假人头颈部及胸部的前移量,以降低假人颈部及胸部的伤害,从而有效改善了第2排乘员的伤害情况.     

汽车正面碰撞后排小体位假人伤害研究及优化

提出了一种相应的伤害优化方案,基于 C-NACP正面碰撞工况搭建碰撞分析模型,同时通过与正面 100% 重叠刚性壁障碰撞试验的 Hybrid Ⅱ 5th女性假人试验数据进行对比来验证模型的可靠性。基于对标结果进行优化设计,对比分析不同优化方案对乘员安全性的影响趋势。确定优化方案,即增加碰撞锁止锁舌、线性预紧器配置,增加座椅刚度,调整安全带限力值。与原始方案相比,在碰撞过程中后排女性假人总体得分提升84%。根据C-NCAP星级评定规程,此后排女性假人得分高于94%,成绩优秀,验证了方案的有效性,可为后排小体位假人伤害的优化研究提供参考。     

结合伤情的事故再现新方法研究

采用FC-Crash对道路交通事故进行重构已是比较成熟的方法,从中可以获取事故车辆的三维加速度与角加速度波形,但无法模拟出乘员的伤情指标,而Madymo软件是建立包含车体、安全带、安全气囊、假人在内的约束系统模型,在给定的加速度下可以计算出人员的伤害指标。故将PC—Crash与Madymo进行耦合计算,即可获得事故车辆在事故过程中的运动参数,再现驾乘者的运动响应,进而得到人员的伤情指标。这一新的事故再现方法的研究结果表明:PC-Crash与Madymo的耦合计算可较为准确地再现事故车辆的减速和旋转运动状态,以及驾乘人员的响应运动状态,对结合致伤机理深入分析事故原因具有重要的意义,也可为交通事故鉴定提供新思路。     

汽车正撞时后排座椅安全性的CAE分析与改进设计

构建了带假人和安全带等约束系统的汽车后排座椅骨架的多刚体和有限元耦合计算模型,根据欧洲座椅法规ECER17的规定,模拟正面碰撞后排座椅安全性台车试验,对座椅骨架冲击强度和假人动态响应等进行了CAE分析.根据分析结果提出改进方案,并进行相应的仿真和试验验证.