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假人-风挡玻璃冲击仿真及头部损伤研究
| 论文题名： | 假人-风挡玻璃冲击仿真及头部损伤研究 |
| 关键词： | 汽车安全试验;头部损伤;风挡玻璃;冲击响应;模拟仿真 |
| 摘要： | 头部损伤是交通事故中最常见和最严重的伤害类型之一，且严重时可导致终身残疾或死亡。其中车外易受伤害的道路使用者，如行人、摩托车手和滑板手的头部有很大概率与风挡玻璃接触，风挡玻璃的缓冲和吸能特性对头部损伤有很大影响。因此，本文建立行人-汽车和滑板手-汽车碰撞仿真模型，研究行人和滑板手的头部损伤及风挡玻璃的冲击响应，为汽车被动安全提供理论依据。 首先，研究了Hybrid-Ⅲ假人所采用的材料本构模型，并将其转换为ABAQUS中相应材料本构模型，建立基于ABAQUS的行人和汽车模型，模拟了行人-汽车碰撞过程，将仿真所得行人胫骨加速度曲线和不同时刻行人运动姿态与文献结果进行对比，验证了建立行人和汽车模型的正确性。为考虑头部撞击到风挡玻璃后玻璃层之间的破碎及玻璃层与PVB层之间的脱粘，采用固有内聚力模型法建立风挡玻璃模型，并将仿真得到的行人头部线性加速度曲线与文献结果进行对比，验证了该方法的可行性。 然后，采用建立的行人和汽车模型，模拟行人-汽车碰撞过程，分析车速、行人站立角度、行人站立位置和行人步态等对碰撞中行人运动姿态、头部损伤和风挡玻璃冲击响应的影响。结果表明：车速越大、行人身体与汽车行进方向夹角越大、行人站立位置与汽车前防撞梁末端越近，行人头部损伤越严重；当行人步态为右脚站立（撞击侧腿部站立）和左前右后（撞击侧腿部向后）时，身体转动幅度较大，头部损伤较严重。 最后，建立滑板手-汽车碰撞模型，模拟滑板手-汽车碰撞过程，分析滑行速度、滑行姿势、下蹲高度和滑行角度对碰撞中滑板手运动姿态、头部损伤和风挡玻璃冲击响应的影响。结果表明：当滑板手、汽车相向而行时，滑板手头部损伤较严重；滑行姿势对滑板手运动姿态和头部损伤有较大影响，交叉站立时头部损伤最严重；下蹲时会造成滑板手碰撞过程中发生横摆运动，与跨立姿势相比，下蹲后HIC值会增加，但RIC值会有所减小；滑板手滑行方向与汽车行进方向夹角越大，头部HIC值越大。 |
| 作者： | 何小强 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 高伟 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 广东工业大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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