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六岁儿童碰撞假人有限元模型的开发及验证
| 论文题名： | 六岁儿童碰撞假人有限元模型的开发及验证 |
| 关键词： | 儿童假人;有限元模型;颈部结构;台车试验;仿生度 |
| 摘要： | 2011年LSTC公司公开了一款非商业版HybridⅢ6岁儿童假人有限元模型，该有限元模型在几何尺寸方面与实体假人非常接近，但是网格质量较差，材料属性不够完善，部件之间存较多干涉问题，工程使用价值不高。本文将在该有限元模型的基础上进行改进，并最终完成一款相对完善、网格质量较高并且通过相关法规验证的6岁儿童假人有限元模型。 HybridⅢ儿童假人系列是在HybridⅢ50百分位男性假人的基础上开发，其大部分部件都是通过缩放成人假人部件得到。华盛顿大学和LSTC公司于2009年联合开发了一款HybridⅢ50百分位男性假人有限元模型，该模型整体质量较高，并且已经按照相关法规要求进行了验证，具备较高的工程应用价值。本课题将利用该假人有限元模型的设计方法及标准作为研究的参考依据。 本文首先对原HybridⅢ6岁儿童假人有限元模型进行详细介绍，与其它假人有限元模型进行对比，提出该模型存在的不足及改进思路;对模型中质量较差的网格进行优化，以满足计算要求;按照法规要求对该模型进行验证，包括头部跌落试验、颈部摆锤试验、胸部冲击试验、躯干弯曲试验和膝部冲击试验，对不能满足法规要求的部件进行结构改进。 原儿童假人颈部的仿生度不高，本文提出了一种新型的儿童假人颈部结构，该结构与后碰撞假人(BioRIDⅡ)脊椎结构相似，采用铰链连接而非拉索式连接。完成建立新的颈部有限元模型，并进行验证，由于没有儿童颈部整体验证生物力学试验数据，本文采用缩放后的成人颈部的试验数据进行验证。研究结果表明新的儿童假人颈部结构具有更高的正面碰撞响应性能同时也具有一定的侧面碰撞响应性能。 本文最后对改进的6岁儿童假人有限元模型进行整体验证，验证试验包括儿童尸体台车试验及HybridⅢ6岁儿童假人台车试验，研究结果表明改进的6岁儿童假人有限元模型具有比原模型更高的仿生度，整体响应性能基本能与实体假人保持一致。 |
| 作者： | 卢晋成 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 曹立波;吴朴 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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