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大客车车内碰撞事故过程重建和安全设计改进
| 论文题名： | 大客车车内碰撞事故过程重建和安全设计改进 |
| 关键词： | 大客车;车内碰撞事故;计算机模拟;人体损伤;安全设计 |
| 摘要： | 我国的交通事故呈现出发生次数多、伤亡人数大、财产损失高等特点,相对于发达国家在交通安全方面有很大的改善空间。在各种类型的事故中,尤以造成群死群伤的重特大交通事故影响最为恶劣,严重制约了社会的和谐与发展。而其中由大客车肇事引起的事故占了很大的比例,因此开展相关方面的研究是迫切的。目前,计算机数值模拟技术已经成为事故研究的主要方法,其直观可视化的事故过程重建为事故的分析和防范提供了科学依据。 本文分析了国内外大客车碰撞事故的研究成果,归纳了相关的安全性标准和人体损伤生物力学评价指标,总结了此类交通事故的实际特点。针对车内碰撞数值模拟,首先分析了大客车碰撞过程重建的基本计算理论,并比较了多刚体方法和有限元方法在碰撞模拟计算方面各自的优势,考虑了计算效率和精确度的平衡;然后,通过调查统计总结碰撞过程中人体的损伤特征;最后,对数字假人的结构和碰撞的接触形态进行分析,提出了车—人耦合系统的建模方法,并建立了公交客车—坐姿乘员系统、长途客车—加座乘员系统模型。 为了对公交客车的坐姿乘员安全风险进行评估,选取车内不同位置的7个座椅为代表,在紧急制动情况下进行数值模拟,分析乘员的运动姿态、与车内部件碰撞的身体部位、人体损伤各项指标等,归纳坐姿乘员的损伤部位和形式。根据损伤指标的耐受极限评价其损伤程度,得出坐姿乘员存在很大的安全风险。 针对公交客车的安全需求,本文参照长途客车上的两点式安全带提出三点式简易安全带作为公交客车上的基本约束系统,并讨论了安全带的织物刚度特性对乘员减轻损伤的影响。需要注意的是,公交客车上各座椅处的空间环境不同,需要根据具体情况进行安全带的匹配。通过加装合适的安全带,乘员的头部、颈部损伤大幅降低,胸部损伤也维持在耐受极限范围内,从而有效改善了乘员的损伤风险。除此之外,在有扶手栏杆的位置加装挡板也是一种有效的改进措施,可以阻碍乘员在车内与台阶等部件发生多次碰撞。最后,对长途客车的加座安全性进行了探讨,发现在紧急制动和加速过程中加座乘员都存在安全风险,为有关部门提供数值参考。 |
| 作者： | 何超 |
| 专业： | 机械设计及理论 |
| 导师： | 张晓云 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 上海交通大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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