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汽车追尾碰撞中乘员颈部保护的仿真分析与研究
| 论文题名： | 汽车追尾碰撞中乘员颈部保护的仿真分析与研究 |
| 关键词： | 汽车座椅;追尾碰撞事故;乘员颈部;鞭打伤害;仿真模型 |
| 摘要： | 近些年来，汽车产业得到了很快的发展，汽车的被动安全性逐渐受到关注，不论是对乘员生命的安全保证，还是降低乘员在碰撞时遭受的损伤，都得到了越来越多的关注。所有的交通事故中，碰撞事故所占比例长期以来都非常高。中低速追尾碰撞作为最常见的事故类型，虽然经常会发生但造成的死亡比例却比较低，所以没有得到足够的重视。追尾碰撞事故经常会对乘员颈部骨骼、肌肉、神经造成持久性的损伤，从而导致长期的伤害和病痛。 随着研究的深入，有很多国家都先后将这种碰撞过程中人体头部快速后甩造成的颈部伤害的鞭打试验加进其安全评价中。2008年，欧洲首先把鞭打试验引进E-NCAP。2009年，鞭打试验也被纳入J-NCAP。2012年，中国把鞭打试验写进了C-NCAP评价规程。2015年的评价规程得到一定的调整，评价标准更为严格。2018版征求意见稿中鞭打试验的速度由目前的16km/h修改成20km/h，这给新产品的开发带来了新的考验。 在追尾事故中，座椅是最重要的支撑乘员并吸收碰撞能量的保护装置，因此座椅设计与鞭打伤害密切相关。本文在查阅了汽车追尾碰撞中颈部损伤研究现状的基础上，概括了C-NCAP发展历程、评价指标及鞭打试验有关规定，并简单介绍了其评价指标。之后简要概括了汽车碰撞有限元理论，同时使用HyperMesh搭建了某汽车座椅系统的有限元仿真模型，其中有座椅结构、BioRID II型假人以及车身地板等部分。随后考察鞭打仿真的计算结果，并应用仿真的结果与鞭打试验对标，确认该建模方法得到的仿真模型准确可靠。最后依据仿真模型对鞭打失分原因做简要归纳，同时基于分析得到的原因，进一步从靠背刚度、头枕刚度及头后间隙等几方面对颈部鞭打伤害进行改善。 研究结果表明，汽车座椅的颈部伤害指数NIC与上颈部弯矩My的丢分相对严重，适当减小座椅的头后间隙，减小靠背刚度并增大头枕刚度，进而减弱假人头胸的相对运动，是减轻鞭打伤害的有效方法。本文搭建的汽车座椅有限元模型经过试验验证是比较准确的，在此基础上根据仿真结果分析了失分原因并进行了一定程度的改善，本文所做研究对于座椅的研发有一定的参考价值。 |
| 作者： | 梁剑 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 陈丁跃 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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