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防挥鞭伤安全座椅的优化设计研究
| 论文题名： | 防挥鞭伤安全座椅的优化设计研究 |
| 关键词： | 座椅设计;车辆乘员保护;汽车碰撞;交通事故 |
| 摘要： | 根据我国道路交通事故统计数据，后碰撞是发生率次于正面碰撞和侧面碰撞的主要交通事故形态。在后碰撞事故中，约有90％的乘员损伤是颈部损伤，通常指的是挥鞭伤。虽然挥鞭伤属于轻微伤(AIS1)级别，但由此引起的头痛、颈痛、神经痛等症状，不仅使患者承受巨大的痛苦，而且由此产生的治疗费用也成为一项巨大的社会性支出。因此，如何提高座椅的防挥鞭伤性能、减轻乘员颈部损伤已成为了车辆乘员保护领域一个亟待解决的问题。 为了分析影响乘员挥鞭伤的因素及进行防挥鞭伤安全座椅的优化设计，本文首先在MADYMO软件中建立了后碰撞乘员颈部挥鞭伤分析模型，并对该模型的有效性进行了验证。然后利用该模型，选取在挥鞭伤试验规程动态评价中应用到的九个指标，分析了非座椅参数主要是加速度曲线，以及五个座椅设计参数(即头与头枕距离、头枕刚度、靠背刚度、背靠调节器刚度特性参数、座垫倾角)对挥鞭伤的影响，得到了这几个参数对挥鞭伤的影响规律。最后按照EURO NCAP挥鞭伤动态评估的要求，选取了颈部损伤准则NIC、颈部损伤预测Nkm等五个评价指标，评价了选取座椅模型在初始状态下的防挥鞭伤性能，之后选取了七个座椅参数(即头后间隙、头枕高度、靠背上部刚度、靠背下部刚度、头枕刚度、靠背调节器刚度特性参数斜率与初始屈服点转矩)，结合广泛应用的正交试验设计方法和综合平衡法，分析了这七个参数对选取五个评价指标的影响，根据各参数对评价指标的重要程度，最终寻找出各参数最优的匹配方案。 通过仿真分析研究工作，本论文可得到如下主要结果和结论： 在选取的最优匹配方案下，NIC值下降了36.8％，其他四个评价指标数值都有不同程度的下降，座椅的防挥鞭伤性能显著提高。 在汽车后碰撞中，头后间隙是影响乘员挥鞭伤至关重要的因素，通过尽量减小头后间隙和采用合适的头枕高度，将可以有效防范挥鞭伤，减轻对乘员颈部的伤害。另外采用刚度特性合适的靠背倾角调节器，选择合适的头枕刚度和靠背刚度分布将有助于降低评价指标数值，提高座椅的防挥鞭伤性能。 |
| 作者： | 杨洪映 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 杨济匡 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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