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广义侧面碰撞条件下儿童乘员损伤机理及防护方法研究
| 论文题名： | 广义侧面碰撞条件下儿童乘员损伤机理及防护方法研究 |
| 关键词： | 汽车;侧面碰撞;儿童乘员;损伤机理;生物力学;智能约束系统 |
| 摘要： | 事故统计表明，汽车侧面碰撞是儿童乘员受AIS2+损伤率最高的事故形态。由于缺少对儿童损伤机理的深入研究，国内外尚无统一的儿童侧面碰撞损伤评估准则。此外，现阶段儿童座椅侧面碰撞工况下匹配性设计均是针对单一主受力方向与单一坐姿，而实际碰撞事故中，车辆可能承受不同主受力方向而且儿童可能呈现多种坐姿。基于此，本文对儿童损伤机理、侧面碰撞中对不同主受力方向下的儿童防护、不同坐姿的损伤风险，展开了一系列研究。研究工作的主要内容及创新点如下: 首先，深入研究了儿童损伤机理，指出了现有儿童组织材料与结构响应生物力学实验数据存在的不足，对未来急需开展的儿童各部位组织材料与结构响应实验提出了建议。最后开展了少量样本的儿童尸体头部与胸部冲击试验。 其次，针对内置式儿童座椅，分析了侧面碰撞中主受力方向及坐姿对儿童头部与颈部损伤的影响。研究发现，侧面中主受力方向对儿童头部与颈部损伤值有显著影响，不同离位坐姿会显著增加儿童某一部位损伤值。儿童在严重倾斜时有较大头部受伤风险，玩电子产品与刹车时有较大颈部受伤和窒息风险，外侧倾斜时有较大胸部和头部受伤风险，内侧倾斜时有较大骨盆受伤风险。 最后，选取了3种典型主受力方向，以头部与颈部加权损伤值为优化目标，采用非支配遗传优化算法(NSGA-Ⅱ)对侧翼倾角与泡沫吸能块刚度进行了优化设计。结果表明，开发的新的防护方法可以有效降低3种典型主受力方向下儿童头部与颈部相应损伤值，研究结果为进一步开发智能儿童约束系统奠定了仿真分析基础。 |
| 作者： | 陈亚枫 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 白中浩 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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