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基于中国人体尺寸假人头部仿真研究
| 论文题名： | 基于中国人体尺寸假人头部仿真研究 |
| 关键词： | 汽车;碰撞试验;假人头部;人体尺寸;质心参数;安全性能;乘员约束系统 |
| 摘要： | 头部损伤是汽车交通事故中最为常见的伤害类型之一，事故数据统计显示，头部损伤致死率最高，占所有损伤造成死亡总数的68％，交通事故中的头部损伤是导致人死亡和伤残的一个最主要原因。在汽车正面碰撞试验中，碰撞假人作为真人的替代物，被汽车安全开发研究和试验人员用于汽车安全性能的评估以及乘员约束系统的测试开发，当前，各国实施的正面碰撞试验法规以及新车评价体系中均采用HybridⅢ50百分位正面碰撞假人作为汽车前排乘员替代物，研究表明，HybridⅢ50百分位假人头部与美国50百分位男性头部在尺寸和轮廓方面吻合度高，但由于中美两国人体头部特征参数的差异，HybridⅢ50百分位假人头部可能无法准确地反映中国50百分位男性头部损伤情况。 目前，国内对中国50百分位假人的研究主要集中于假人的整体响应，未对头部等具体部位进行研究，且当前研究未探究中国假人各部位设计方法的合理性和设计参数对试验性能的影响，为了弥补以上不足，本文进行了如下研究工作: 1、探讨了中国50百分位假人头部设计方法。归纳总结了两种开发假人头部常用的几何缩放方法，通过抽取两种缩放方法所获得的头部模型在矢状面和冠状面的轮廓线，比对了两种缩放方法所得中国50百分位假人头部模型与中国50百分位男性头部的几何差异。 2、利用LS-DYNA软件分别建立了头部标定、颈部标定试验仿真有限元模型，对比了中国50百分位假人头部与HybridⅢ50百分位假人头部差异对上述仿真中头颈部动态响应的影响。 3、研究了头部质心位置对中国50百分位假人头部在跌落标定试验中动态响应的影响，并将其与HybridⅢ50百分位假人头部的相关结果进行了对比分析。 4、针对现有假人部件质心测量装置精度较差的问题，采用三支点二维重心板法原理设计并制作了一款新型假人部件质心测量装置，并对该测量装置进行了验证。 论文研究表明，采用非均一缩放方法获得的中国50百分位假人头部模型在矢状面和冠状面的轮廓线与对应中国人体的头部几何参数偏差较小，更适合用于开发中国50百分位假人头部;头部标定、颈部标定仿真中，中国50百分位假人头部和HybridⅢ50百分位假人头部差异造成了头颈部不同的动力学响应，头部跌落标定试验中，中国50百分位假人头部需制定更大的合成加速度峰值要求;质心参数对中国50百分位假人头部模型合成加速度峰值的影响比HybridⅢ50百分位假人头部模型明显，当前HybridⅢ50百分位假人头部质心偏差要求不适用于中国50百分位假人头部，中国50百分位假人头部生产应制定更严格的质心偏差要求;新型假人部件质心测量装置精度比现有测量装置高，且操作简便，具有推广价值。 |
| 作者： | 汤骏 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 颜凌波;吴朴 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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