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基于事故重建的行人损伤风险预测及防护措施研究
| 论文题名： | 基于事故重建的行人损伤风险预测及防护措施研究 |
| 关键词： | 交通事故重建;头颈部损伤;风险预测;行人安全气囊;弹出式发动机罩;实验设计 |
| 摘要： | 行人在交通事故发生时由于没有保护措施,从而成为易受伤害的群体,致伤致死率极高。在我国,每年约有十万人死于车祸,当中有四分之一是行人。在行人与车辆的碰撞事故中,行人头颈部损伤占全身各部位损伤总数的百分之三十以上,同时头部损伤也是致死的主要原因。所以,研究行人碰撞事故的规律用以改善道路交通状况,研究行人头颈部损伤机理和保护技术来改进汽车前部对行人的安全性,在中国具有重要的经济意义和社会意义。 本文目的在于通过计算机仿真对行人事故进行重建,分析研究真实的行人与车辆的碰撞事故,对比仿真损伤参数与损伤记录,研究行人交通事故的损伤规律和头颈部损伤风险预测。进而研究弹出式发动机罩和行人安全气囊的损伤防护效果。 本文选取14例真实的行人交通事故进行重建分析,采用瑞典查尔摩斯大学的多刚体行人模型,分析了行人与车辆碰撞中行人的动力学响应,计算了损伤相关参数,如头部加速度、HIC、颈部受力等。运用回归分析方法,建立了头颈部损伤参数与车辆碰撞速度的回归模型,结果表明碰撞速度是行人致伤程度的主要影响因素。同时采用有限元方法和多刚体动力学方法分析了40km/h的碰撞速度下,模型输出的损伤参数值,结果表明头部会受到AIS3+的伤害,前者是因为应力应变超过限值引起的,后都是因为HIC超过限值引起的,有限元模型则能更好地研究头颈部在碰撞中由应力应变引起的损伤。 本文选取两例交通事故进行弹出式发动机罩和行人安全气囊的保护效果的研究,结果表明行人头部碰撞在气囊保护区域之内时保护效果明显,HIC值下降了55.7％,当行人头部碰撞在保护区域之外时保护效果不明显,HIC值下降了6.3％。对40km/h的碰撞速度下的保护装置的保护效果采用遗传算法对保护装置的设计参数进行了优化,优化结果表明合理配置弹出结构刚度、气体的质量流速、织物的透气系数和点火时刻可以使行人头颈部的损伤风险降低到法规限值以下。 本文的研究方法为预测行人在碰撞事故中的损伤风险和行人保护装置的保护效果研究提供了一个有益的参考。模拟结果可以作为车辆安全设计的依据。 |
| 作者： | 王岩利 |
| 专业： | 机械工程 |
| 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： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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