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汽车侧面碰撞中的乘员损伤生物力学和防护措施研究
| 论文题名： | 汽车侧面碰撞中的乘员损伤生物力学和防护措施研究 |
| 关键词： | 汽车侧面碰撞;损伤生物力学;有限元分析;防撞杆;气囊 |
| 摘要： | 随着汽车保有量的增长，交通事故频繁发生，车辆安全性备受关注。据统计，2005年我国发生的交通事故中，侧面碰撞事故约占事故总数的39.5％，而由于我国城市道路交通路口以平面交叉形式为主，侧面碰撞事故发生概率最高，致伤率和致死率均居第一位。汽车侧面是车体中强度较薄弱的部位，侧面碰撞缓冲区较小，车体吸能能力较弱，乘员面临的损伤风险很高。因此，车辆侧面碰撞安全性的研究成为车辆被动安全性研究的一项重要内容。如何提高车辆侧面碰撞事故发生时对乘员的保护性能成为当今又一热点课题。2006年7月1日我国开始发布并执行《汽车侧面碰撞的乘员保护》标准，同时推出中国的新车评价规程(C-NCAP)。 本文旨在对侧面碰撞中的乘员损伤生物力学进行详细的研究，并针对文中所采用的整车模型，提出有效的乘员损伤防护措施并从理论上验证其有效性，为汽车侧面碰撞安全性设计提供借鉴作用。 文章首先对比分析了各国侧面碰撞法规，在阅读大量相关文献的基础上，较为详细地研究和总结了在汽车侧面碰撞条件下，乘员头部、胸部、腹部和骨盆的损伤生物力学知识，进而建立可变形移动壁障的有限元模型，借助国外某整车模型建立了整车侧面碰撞有限元模型，采用计算机仿真方法，通过与标准要求及实验数据对比，验证了可移动变形壁障和整车侧面碰撞有限元模型。应用MADYMOPSM子结构方法建立了乘员损伤模型，结合有限元分析软件LS-DYNA及多刚体动力学分析软件MADYMO，按照GB 20071-2006标准要求进行了侧面碰撞仿真，得到其假人损伤指标值并按照标准要求进行了分析和评价。针对模型在侧碰中对乘员保护的不足，作者提出在驾驶员侧前车门中增加防撞杆及改变防撞杆的配置和使用胸部侧面安全气囊等防护措施。 论文详细地分析了以上措施对侧面碰撞中乘员损伤的影响，在防撞杆的最优配置方案中，假人肋骨变形量产生了11.92％～25.45％不同程度的减小，耻骨合力峰值的减小量为11.51％～40.19％，而腹部力峰值减小量达到53.47％～65.30％，除上肋骨变形和黏性指标外，其余指标均达到法规要求，对此，在防撞杆优化基础上，论文提出了胸部侧气囊这一措旌，并分析气囊主要参数对防护效果的影响，取气囊最佳参数，在对其他指标没有实质负面影响的前提下，使前文中尚未达标的两指标值分别降低了8.91％和8.91％，若综合两项措施，与原始模型相比较，两指标的减少量分别高达32.10％和40.0％，并同时达标。从理论上证明了各种措施的有效性，并为提高汽车侧面耐撞性能提供借鉴作用。 |
| 作者： | 王方 |
| 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： | 2008 |
| 正文语种： | 中文 |
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