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车辆碰撞中的自行车骑车人下肢损伤与防护研究
| 论文题名： | 车辆碰撞中的自行车骑车人下肢损伤与防护研究 |
| 关键词： | 车辆前部结构;自行车骑车人;下肢损伤;安全性评价 |
| 摘要： | 在车辆-自行车碰撞事故中，头部和下肢是骑车人主要损伤部位。现有研究主要集中在骑车人头部损伤和防护，但是对于造成重大伤残的骑车人下肢损伤研究却很少。目前世界各国都在建立及推行涵盖自行车骑车人防护的车辆安全性评价法规，需要相关研究做理论支撑。因此，开展车辆碰撞中的自行车骑车人下肢损伤和防护研究具有重要意义。 首先，本文基于具有精细3D肌肉结构的中国人体50百分位乘员下肢有限元模型，建立了相对应的行人下肢模型；并对该下肢模型进行了大、小腿动态三点弯曲验证，膝关节四点弯曲验证及下肢整体的弯曲和剪切验证，仿真曲线基本在实验曲线上下限之内模型有效。 其次，基于上述行人下肢模型，与中国假人模型耦合成完整人体模型。并根据真实骑车人膝关节、髋关节角度建立了三种骑行姿态（高、中、低）的骑车人模型。考虑两种汽车类型（轿车和SUV）和三种骑行姿态，运用LS-DYNA仿真软件，对6种工况下的车辆-自行车碰撞进行了仿真分析，探究骑车人下肢与损伤机理。结果显示骑车人在低骑行姿态时其下肢损伤风险最大，下肢主要损伤机制是向车辆方向的横向弯曲或向车辆行驶方向的横向剪切。 最后，参照行人安全保护研究，通过正交实验和全因子试验仿真探究了轿车车辆前部外形参数及刚度参数对骑车人下肢（低骑行姿态）损伤风险影响。结果显示车辆前部外形主要对骑车人下肢大腿、膝关节损伤风险影响较大，车辆前部刚度对骑车人小腿损伤风险影响较大。降低发动机罩前缘高度，有利于骑车人大腿保护，减少保险杠与发动机罩前缘伸出距离、降低保险杠高度和刚度都有利于降低膝关节损伤风险，降低保险杠刚度有利于骑车人下肢小腿保护。 |
| 作者： | 谭政 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 郭迎福;李桂兵;吕晓江 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南科技大学 |
| 学位年度： | 2020 |
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