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汽车前碰撞中6岁儿童乘员约束系统的仿真研究
| 论文题名： | 汽车前碰撞中6岁儿童乘员约束系统的仿真研究 |
| 关键词： | 儿童乘员;运动学响应;动力学响应;仿真;增高型汽车儿童座椅;约束系统 |
| 摘要： | 我国车辆交通事故导致的儿童死亡率是欧洲的2.5倍，美国的2.6倍。因此儿童损伤防护是车辆安全研究领域要优先考虑的问题之一。有关研究表明，汽车儿童约束系统对于提高儿童乘车安全性效果明显。但是，6岁儿童乘员在专用约束系统一增高座椅的实际使用情况中存在两个重要问题：第一，使用率低，尤其是在中国：第二，误用率高。为了提高我国儿童尤其是学龄儿童乘车的安全性，对碰撞中儿童乘员响应及乘员专用约束系统的设计和改进研究是非常必要的。 本论文采用多体动力学软件MADYMO及数据库里的P6假人模型，建立了14个6岁儿童乘员前碰撞条件下的仿真模型。模拟分析了：(1)正确使用增高座椅情况下，增高座椅的外形设计参数对儿童乘员的响应及损伤风险的影响；(2)不使用增高座椅或使用增高座椅但儿童没有被正确约束情况下儿童乘员的响应及损伤风险。参照FMVSS213和ECER44法规给定的儿童损伤准则，对每个模型中儿童的头部合成加速度(ares)、HIC值(HIC36)、胸部合成加速度(ares)、胸部垂直加速度(az)、颈部轴向载荷(Fz)以及颈部弯曲力矩(My)进行了分析研究。 研究结果表明，汽车前碰撞中，正确使用增高座椅情况下，增高座椅的靠背、扶手、肩带限位导向孔对儿童的头、颈、胸及腰脊柱的损伤风险有明显的影响，这主要是因为它们改变了成人座椅安全带在儿童身上的定位路径导致的。与非整体式带定位增高座椅相比，使用整体式带定位增高座椅时假人腰脊柱部位受到的剪切载荷和轴向载荷都降低了。 在不使用增高座椅或使用了增高座椅但儿童没有被正确约束的情况中，不使用任何约束系统时儿童的损伤风险最高：对于仅使用了三点式成人座椅带的情况，儿童无论是倾斜坐姿还是垂直坐姿，座椅带的肩带都勒住了儿童的颈部；肩带置于儿童背后时，无论有无增高座椅，儿童腰脊柱受到的载荷都是比较高的；对于肩带置于儿童胳膊下方情况，无论有无增高座椅，儿童的坐姿都发生了严重倾斜，当不使用增高座椅时，儿童胸部的损伤风险最高；使用增高座椅且安全带有松弛情况下，儿童头、胸部的损伤风险也是比较高的。 本论文的研究结果可以作为进一步改进增高座椅时的参考依据，为进一步进行学龄儿童乘车安全保护研究奠定了基础。 |
| 作者： | 杨杏梅 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 杨济匡;方其让 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2006 |
| 正文语种： | 中文 |
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