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基于冲击动力学响应分析的汽车座椅结构研究
| 论文题名： | 基于冲击动力学响应分析的汽车座椅结构研究 |
| 关键词： | 冲击动力学;生物力学;被动安全性;汽车座椅 |
| 摘要： | 随着汽车数量的增加和行驶速度的不断提高，交通事故的发生率也不断提高。后碰撞事故虽然致死率较低，但产生的损伤却给伤者和社会带来承重的负担。后碰撞过程中对乘员起到主要保护作用的是汽车座椅，因此，改善座椅被动安全性能成为减少后碰撞事故中人员损伤的一个关键因素。通过模拟汽车发生后碰撞事故中人体的冲击响应过程，对比得到了一款对人体损伤较小的座椅结构，可以在事故中对汽车乘员提供更多的保护，对于乘员损伤防护研究以及汽车座椅骨架结构设计方法的改进都有重要的意义。 本研究通过测量得到实际座椅骨架基本尺寸，建立了三组座椅骨架的有限元模型。基于人体解剖学，以身高175cm，体重65kg的男性志愿者为建模素材，建立了简化盆骨结构，完善了已建立的人体上身有限元模型，提高了仿真的真实性。建立的人-座椅模型由头枕、靠背、调角器、支架、滑轨等座椅骨架构件以及头骨、颈椎、胸椎、肋骨、肋软骨、胸骨、锁骨、肩胛骨、椎间盘、部分肌肉和韧带、简化的腰椎和盆骨等人体上身组织构成。应用了非线性动力学分析软件ANSYS/LS-DYNA作为求解工具，对模型进行冲击加载，将模拟结果与志愿者实验和尸体实验进行对比验证，确保了模型的有效性。 通过后碰撞模拟仿真，得到了不同座椅靠背下人体上身组织的应力应变参数。分析结果显示，后碰撞过程中颈椎C1、C2的应力应变值较大，胸椎T1、T2、T3的应力应变值较大，前4对肋骨相比其他肋骨也表现出了较大的应力和应变，颈椎椎间是后碰撞过程中最容易损伤的部位，其中C2和C3之间的椎间盘和C3和C4的椎间盘应力应变值最大，胸椎T1到胸椎T4之间的椎间盘也表现出了相对较大的应力应变值。根据以上分析总结得出了发生事故时对汽车乘员保护性能较好的一款座椅靠背骨架，从而为座椅安全性设计提供了一种有效的评价方法。 |
| 作者： | 张帆 |
| 专业： | 机械制造及其自动化 |
| 导师： | 薛强 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津科技大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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