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。     

乘用车驾驶员H点位置定制化研究

为了使驾驶员座椅位置更加符合目标人体,本文提出一种方法,该方法依据目标人体的关节尺寸,制定相应的舒适坐姿,确定专属H点,从而确定符合目标人体的座椅位置。依据定制化的驾驶员H点位置,可以有效的评估目标人体的人机性能,进而合理的设计车身结构以及车内空间布局。     

汽车追尾碰撞中颈部姿态对生物力学响应的影响

基于中国人体5百分位女性志愿者CT图像数据,构建具有详实解剖学结构的颈部有限元模型,重构志愿者实验验证其有效性,并构建颈部伸展和屈曲姿态模型。参照中国新车评估规程(C-NCAP)鞭打试验,对3种不同姿态颈部模型分别施加加速度曲线,研究驾乘人员颈部不同姿态时的生物力学响应。结果表明：自然姿态下最大应力出现在C7椎体和寰椎与枕骨大孔间的前纵韧带及寰枢关节的囊韧带,椎间盘最大应力出现在C6-C7椎段,且颈部损伤准则(NIC)值和颈部保护准则值(N_km)均达到阈值。伸展姿态下最大应力出现的位置与自然姿态一致,但是其应力值和N_km值在3种姿态中最小。屈曲姿态皮质骨最大应力出现在枢椎齿凸和寰枢关节的囊韧带处,但NIC值在3种姿态中最小。该研究对汽车主动头枕的研发及未来自动驾驶中乘员颈部处于休闲姿态时的碰撞防护措施开发具有一定的参考价值。     

汽车正面碰撞中乘员约束系统对乘员的保护分析

根据汽车碰撞特性,文章系统地介绍了汽车安全带、安全气囊等乘员约束系统对乘员的保护.利用MADYMO软件建立HybridⅢ第50百分位男性假人模型、三点式多刚体一有限元复合式安全带和有限元安全气囊等乘员约束系统模型,在4种情况下进行正面碰撞的模拟,对比分析乘员的受伤程度.     

C-NCAP三种碰撞形态简介

试验车辆100%重叠正面撞击固定刚性壁障,碰撞速度为50～51km/h(试验速度不得低于50km/h)。在前排驾驶员和乘员位置分别放置一个Hybrid Ⅲ型第50百分位男性假人,用以测量前排人员受伤害情况。在第二排座椅最左侧座位上放置一个Hybrid Ⅲ型第5百分位女性假人,最右侧座位上放置一个P系列3岁儿童假人,用以考核乘员约束系统性能及对儿童乘员的保护。     

乘员与安全气囊初始距离对轻度脑损伤的影响

基于已构建且经验证的成人第50百分位头部有限元模型,在LS-DYNA软件中模拟头部与安全气囊不同初始距离的碰撞过程,探究汽车碰撞中安全气囊与头部不同初始距离对乘员轻度脑损伤的影响。仿真中测得颅脑响应参数如HIC_(15)值、脑灰质处压力、脑组织von Mises应力、脑剪切应力等。对结果的分析表明:当乘员头部与安全气囊的距离大于等于290 mm时,引发轻度创伤性脑损伤的概率均低于50%;随着头部与安全气囊的距离减小,颅脑响应参数值会增大,造成颅脑损伤的概率增大。因此汽车碰撞过程中,尽管乘员合理使用安全带,但当乘员头部与安全气囊距离过近时也会引发轻度创伤性脑损伤,建议两者距离应大于290 mm。     

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.     

山区高速公路连续下坡路段区间运行车速特征分析

利用K-means聚类分析方法,对山区高速公路各车型进行分类研究,并分析了交通事故数据与区间运行车速的相关性.结果表明：小客车、大中型客车速度特性差异较大,五、六轴货车与二至四轴货车运行速度特征差异明显;超车数、区间运行速度差、区间运行速度变化系数、区间运行速度标准差等参数对于山区高速公路的安全评价具有重要作用.山区高速公路的运行速度特性研究结论,可为运行速度设计方法、公路项目安全性评价、限速方案的制定奠定良好的应用基础.     

基于C-NCAP中MPDB试验对HybridⅢ5百分位假人的伤害分析

正面50%重叠移动渐进变形壁障（MPDB）工况是源于不同类型车辆碰撞相容性的研究,本文针对MPDB试验中的Hybrid Ⅲ 5百分位假人在碰撞试验中受到的损伤进行研究。通过对比汽车副驾位置的Hybrid Ⅲ 5百分位假人和驾驶员后排位置的Hybrid Ⅲ 5百分位假人的头颈,胸腹部,大腿、骨盆等身体部位的伤害值,分析Hybrid Ⅲ 5假人在车辆不同位置的损伤情况。结果表明,Hybrid Ⅲ 5假人在副驾位置时比在主驾后排位置时受到的损伤较小,尤其是其头部HIC值和头部合成加速度方面。     

母体百分位值与百分率置信限的Fiducial推断

针对铁道机车车辆现场可靠性数据多为不完全数据的情况,在Fiducial统计理论的基础上,采用Monte Carlo模拟方法建立工程中推断正态分布与威布尔分布母体百分位值与百分率置信限的统计方法.利用约束统计抽样技术,研究基于工程经验限定寿命与可靠性分布参数取值范围的小样本统计推断方法.将传统的确定最大安全寿命的相关系数优化法推广应用到不完全数据信息的情形中,综合利用产品历史共性信息和不完全数据信息进行高精度可靠性评估与寿命预测.与传统频率统计方法或非参数方法相比,用该方法统计推断的结果在大样本与小样本情况下均具有频率意义下的置信限,克服了传统方法在小样本情况下推断精度不高的缺点.