骑车人躯干姿态对头部损伤影响研究

为研究电动二轮车与SUV正面碰撞事故形态中,骑车人头部损伤指标(HIC)与躯干横摆角、前倾角及参与方碰撞速度的关系,基于MADYMO软件验证后的运动型多用途车(SUV)与电动二轮车多刚体模型设计仿真试验。结果表明:骑车人HIC值随躯干横摆角的增大逐渐减小;电动二轮车车速不超过15 km/h或SUV车速超过50 km/h时,骑车人HIC值随躯干前倾角的增大逐渐减小;电动二轮车车速超过15 km/h或SUV车速不超过50 km/h时,骑车人HIC值随躯干前倾角的增大先增大后减小;提前同时增大骑车人躯干横摆角和前倾角可降低骑车人头部损伤程度。     

汽车与摩托车碰撞事故中骑车人头部损伤研究

为研究摩托车骑车人与汽车碰撞后的动力学响应规律,基于国家车辆事故深度调查体系(NAIS)中的一个真实案例,利用PC-Crash软件建立摩托车与汽车前部成90°的碰撞模型,在此基础上,开展仿真模拟试验,研究骑车人坐姿和车速对摩托车骑车人头部损伤的影响。结果表明:轿车车速一定时,骑车人头部损伤指标(HIC)值随骑车人坐姿|θ|增大而增大;骑车人头部与轿车开始碰撞的时刻随骑车人坐姿|θ|增大而来得早。摩托车车速一定时,骑车人HIC值随骑车人坐姿|θ|增加而增加;骑车人头部与轿车开始碰撞的时刻随骑车人坐姿|θ|增加而来得早。     

电动自行车与汽车侧面碰撞对骑车人的损伤研究

为探究电动自行车与汽车侧面碰撞过程中各因素对骑车人损伤的影响规律,基于国家车辆事故深度调查体系(NAIS)中的事故案例,运用多刚体动力学仿真软件PC-Crash开展重建仿真试验,研究电动自行车与不同汽车车型侧面碰撞的角度和接触位置对电动自行车骑车人损伤的影响。结果表明:电动自行车与汽车侧面碰撞接触位置对骑车人的损伤影响较大,SUV车型,中部碰撞骑车人头部损伤最严重,后部碰撞下肢损伤最严重;而电动自行车与汽车碰撞角度的变化对骑车人损伤的影响没有明显的规律性。     

男性行人与SUV正碰后的运动形态及损伤研究

为降低人车正面碰撞事故中男性行人的损伤程度,利用放缩法建立我国50百分位男性身高168.5cm,体质量为50.5、65.5、75.5、80.5 kg等4种体型的男性行人模型;在MADYMO仿真分析环境中建立上述不同体型的男性行人与运动型多功能车(SUV)在不同碰撞速度、不同最大制动减速度下的正面碰撞模型,开展仿真试验,研究碰撞后男性行人运动形态和头部损伤情况。结果表明:碰撞车速决定碰撞后男性行人运动形态,且显著影响男性行人头部损伤来源;碰撞车速为30～80 km/h,男性行人头部损伤主要是与地面碰撞所致;碰撞车速大于90 km/h,男性行人头部损伤主要是与SUV碰撞所致;男性行人体型越肥胖,与SUV碰撞所致的头部伤害指标值(HIC)越小;最大制动减速度越大,男性行人与SUV碰撞所致的头部HIC值越小,头部与SUV碰撞时刻越晚。     

行人与不同车型车碰撞事故中头部损伤来源

为更好地了解行人与不同车型车碰撞事故中头部损伤来源,选取轿车、运动型多功能车(SUV)及客车3种典型车型,以车速为变量设计仿真试验。首先借助一个真实案例验证Pc-Crash软件,然后利用该软件开展仿真试验,并用已有模型验证轿车事故中的行人抛距值,最后通过做图分析可知:3种车型事故中行人头部损伤程度均随车速的提升而加重;在相同车速下,SUV事故中行人头部损伤最严重;不同车型事故中,车辆所致损伤最高的是SUV型车,而地面所致损伤最高的是客车;轿车与SUV事故中行人头部损伤主要来源于车辆撞击,而客车事故中行人头部损伤来源较为复杂,但多数情况下来源于地面撞击。     

电动自行车骑车人与汽车碰撞的动力学响应研究

为探究电动自行车骑车人在汽车碰撞过程中的动力学响应过程,基于国家车辆事故深度调查体系(NAIS)中13起汽车与电动自行车碰撞事故案例,运用多刚体动力学仿真软件Pc-Crash进行事故重建,分析车型、碰撞类型和碰撞速度对碰撞过程中电动自行车骑车人动力学响应的影响。结果表明,骑车人的动力学响应与汽车车型有明显的相关性;在不同碰撞类型情况下,骑车人的动力学响应随着碰撞速度的变化有所差异;在碰撞事故中,骑车人的头部损伤随着碰撞速度的增加而增加。     

轿车-电动两轮车事故再现的参数敏感性研究

为确定轿车-电动两轮车事故再现系统对各参数的敏感性,根据一起实例,确定影响参数,设计并开展正交试验,通过方差分析,分别获得影响轿车、电动两轮车和骑车人停止位置的参数敏感性排序;按是否使用敏感性排序结论,利用PC-Crash对另一起实例进行2次过程重建,以验证试验结果的可信性和可靠性。结果表明:影响轿车最终位置的敏感性参数仅为轿车的减速度;影响电动两轮车、骑车人最终位置的敏感参数排序分别为:2车碰撞时的纵向夹角碰撞点驾驶员反应时间轿车车速碰撞时电动两轮车的质心高度轿车方向盘转角、轿车车速电动两轮车的速度2车碰撞时的纵向夹角碰撞点;根据敏感性排序指导此类事故仿真重建,能明显减小车速误差及各参与方的最终位置误差。     

基于正交试验的碰撞事故中骑车人损伤因素分析

为研究汽车与摩托车碰撞事故中不同因素对骑车人损伤的影响,基于国家车辆事故深度调查体系(NAIS)中的一个真实案例,运用PC-Crash软件建立汽车前部与摩托车右侧的碰撞模型;在此模型基础上,从汽车、摩托车、摩托车骑车人等3个方面考虑影响因素并设计正交试验,分析其权重大小,并探讨显著性因素对骑车人损伤的影响过程。研究表明:汽车车速、骑车人坐高、发动机罩前端缘离地高度等是显著影响损伤的因素;骑车人坐高越低,骑车人与汽车发生碰撞时间缩短,碰撞后造成骑车人的损伤越重;汽车发动机罩前端缘离地高度越大,碰撞后造成骑车人的损伤越轻。     

轿车斜角碰撞后排左侧乘员损伤仿真研究

为降低后排左侧乘员在轿车60°斜角碰撞刚性壁障时的损伤程度,利用Presys建立有限元轿车、刚性障碍壁和假人整体模型,经Ls-Dyna求解计算后用Presys有限元软件分析30、40、50 km/h车速下的后排左侧乘员损伤情况。结果表明:随着碰撞车速的增高后排左侧假人头部加速度和颈部受力增大;碰撞车速为40 km/h时假人头部Y轴加速度比其他2种碰撞车速大;假人胸部加速度及加速度增幅随着碰撞车速的增加而增大。     

大客车正面碰撞乘客约束系统仿真分析

为探究约束系统在全承载客车正面碰撞事故中对乘客损伤的影响,利用有限元分析软件LSDYNA建立某大客车正面碰撞仿真模型,并开展整车50 km/h正面100%重叠碰撞固定刚性壁障试验;从车身变形、加速度曲线和乘员损伤等3方面验证仿真模型;基于已验证的仿真模型,开展不同座椅间距、车厢位置及安全带类型的乘员运动响应和损伤等综合分析与评价。研究结果表明:不同位置车身加速度波形整体趋势相似,但具体峰值和出现时刻存在差异;增大座椅间距和主动预紧安全带能够有效降低降低头部损伤值,而颈部损伤则随之增大;乘客胸部损伤值和大腿力受主动预紧安全带、座椅间距和车厢位置影响不大。     

汽车-摩托车碰撞事故车速及碰撞位置预估方法

为给汽车-摩托车碰撞事故再现提供初始碰撞车速与碰撞位置的预估值,基于Pc-Crash软件所获得的仿真试验数据及支持向量回归方法,得到碰撞车速、车辆制动距离与汽车-骑车人静止位置间距离、汽车-摩托车静止位置间距离、摩托车-骑车人静止位置间距离的回归关系模型。用案例对所得模型进行演示及验证。结果表明,相关模型中决定系数大于0.993,而剩余标准差小于0.003,回归关系显著;用支持向量回归模型所得预估碰撞车速、车辆制动距离与借助Pc-Crash软件再现得到的结果很接近,相对误差均小于2%。     

行人与厢式客车碰撞后的运动形态及损伤研究

为研究厢式客车与行人碰撞后行人运动形态及其损伤机制,根据国家车辆事故深度调查体系(NAIS)中的一个真实案例,利用Madymo仿真软件,建立厢式客车的前部结构模型和中国50百分位的假人模型。在此基础上进行计算机模拟试验,以人体损伤指标为评价标准,研究不同车速和行人朝向对碰撞后的行人运动形态及损伤的影响。结果表明:车速和行人朝向是影响行人损伤程度的主要因素,行人朝向对碰撞后的行人运动形态影响较大;此外,行人先与厢式客车碰撞一侧的小腿损伤值明显大于后碰一侧,行人与地面二次碰撞造成的头部损伤是导致行人死亡的主要原因。     

基于车-车碰撞仿真的驾乘人员损伤差异影响因素

为了解车-车碰撞事故中驾乘人员损伤差异影响因素,首先运用PC-Crash软件再现一例真实交通事故,通过分析面包车驾驶员的运动学及损伤响应,验证了其仿真车内乘员损伤的有效性,然后设计了包含6组车速、12个碰撞位置的72次试验,并通过仿真获得人体损伤数据,利用作图法分析所得数据.结果表明:当且仅当车速大于等于50 km/h时,驾乘人员头、胸、腿等部位的损伤才会出现明显差异,且差异程度随碰撞车速增加而增大;当车速大于50 km/h且碰撞位置在被撞车辆左侧或右侧前方时,驾乘人员各部位损伤差异最明显,其中又以腿部损伤最为突出,且靠近撞击侧乘员的损伤更严重.研究成果将为更好地利用损伤认定驾乘关系提供支持.     

人车碰撞事故中行人动力学响应及损伤研究

为研究行人与车辆碰撞后的抛距、运动姿态及其损伤机制,根据国家车辆事故深度调查体系(NAIS)中的2起真实案例,针对事故中常见的厢式客车和普通轿车车型,基于MADYMO多刚体仿真软件,建立符合中国人体形特征的人车碰撞多刚体模型。在此基础上进行计算机模拟试验,研究2种车型不同车速和碰撞角度对碰撞后行人动力学响应及损伤的影响。结果表明,车型和车速是影响行人抛距和损伤程度的主要因素,而碰撞角度对行人碰撞后的运动姿态有较大影响。     

汽车正面碰撞中驾驶人坐姿对其损伤影响研究

为研究汽车正面碰撞时驾驶人坐姿对其损伤的影响,根据实车碰撞试验数据,建立车辆驾驶舱-驾驶人-约束系统的MADYMO仿真模型,并予以验证。利用仿真模型开展车速为56 km/h的100%正面碰撞试验,将假人定位并调整其参数,分析驾驶人碰撞前的8种典型姿态对其碰撞后损伤风险的影响,并对比头部损伤值(HIC)、胸部连续3 ms损伤值、胸部压缩量以及颈部、腿部的受力情况。结果表明,碰撞时驾驶人的坐姿对身体各个区域的损伤风险有较大影响;驾驶人碰撞时的纵向位置对其损伤风险影响最显著。     

人车事故中不同体型行人应急姿态仿真研究

为降低行人在与运动型多功能车(SUV)碰撞事故中的损伤程度,从国家车辆事故深度调查体系(NAIS)中选取一例典型的事故案例,运用Madymo建立事故碰撞模型,并验证其有效性,在此基础上进行仿真试验,研究SUV车辆低速情况下,5%女性假人、50%和95%男性假人在前倾、下蹲、站立等3种应急姿态下的损伤情况。结果表明:前倾是很危险的应急姿态;下蹲和站立姿态对中等和高大身材行人是良好的自我保护措施;小身材行人在3种应急姿态下与SUV碰撞易受致命伤。     

大客车侧翻过程中约束系统对乘客安全影响*

为研究约束系统对客车侧翻过程中乘客安全的影响,在经过试验验证的某客车侧翻碰撞有限元模型上截取部分车身截段,建立“车身截段-约束系统-乘员”侧翻仿真模型,开展不同约束条件下乘员运动响应和损伤的综合分析及评价。结果表明:满足《客车上部结构强度要求及试验方法》（GB 17578—2013）法规要求的客车在侧翻过程中仍然可能对乘员造成较严重的头部损伤风险;主动预紧安全带能够在侧翻碰撞过程中,有效缓解乘员的头部和颈部损伤程度;胸部损伤值受不同约束系统影响较小。     

连续长坡路段组合线形与驾驶员瞳孔大小关系的试验分析

为了研究连续长坡路段道路线形与驾驶员瞳孔大小的关系,提高连续长坡路段行车的安全性,通过实车试验,利用眼动仪、GPS等设备采集驾驶员在某连续长坡路段上行车时的实时瞳孔直径和车速等数据,定量分析后建立了驾驶员瞳孔大小变化百分比(APCPS)与坡度、角度变化率(CCR)之间的关系模型。结果表明:在连续长坡路段上、下坡方向行车时,驾驶员的APCPS与坡度存在二次函数关系,上坡方向的APCPS随坡度增加而增加,下坡方向的APCPS随坡度增加先减小后增大;APCPS与CCR存在三次函数关系,上、下坡方向的APCPS随CCR增加均先减小然后增大后再减小;坡度与平面线形综合作用时,上、下坡方向的APCPS呈现相似的变化规律。     

正面碰撞事故中大客车乘员损伤影响因素分析

为研究乘客在大客车正面碰撞事故中的损伤机理,建立某全承载大客车有限元模型,并通过试验验证有限元模型的仿真精度。基于验证模型对不同碰撞速度条件下大客车车身结构力学响应、生存空间、座椅固定件强度、乘员运动响应和损伤等进行综合分析及评价。结果表明:高速碰撞条件下,驾驶员生存空间容易被侵入,座椅固定件强度存在失效的风险;乘员头部、颈部和胸部的损伤值受碰撞速度、安全带类型和乘员位置影响较大;三点式安全带保护效果明显优于两点式安全带。     

爆破对矿岩损伤规律试验研究

岩体在爆破载荷作用下的损伤程度和损伤范围是影响矿山工程安全的关键问题之一。采用超声波测试和岩石压缩试验方法,从爆破前后岩体平均波速和岩石平均抗压强度两个方面研究了白云岩岩体的爆破损伤。结果表明:装填药量为4.5 kg的乳化炸药爆破,岩体受爆破损伤的影响范围不大于8 m;且岩体平均波速和岩石抗压强度均随爆源距离增大而增大,即岩体损伤随爆源距离减小而增大;岩体平均波速和岩石抗压强度减小幅度均随爆源距离的减小而增大,即到爆源的距离越小,岩体损伤的增量越大。