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。     

电动二轮车侧倾角对骑车人头部损伤影响研究

为研究电动二轮车侧面与运动型多功能车(SUV)前部碰撞中骑车人头部损伤,从国家车辆事故深度调查体系(NAIS)中筛选一起案例,利用MADYMO软件建立并验证SUV与电动二轮车的多刚体模型。在此基础上进行计算机仿真试验,研究不同电动二轮车车身侧倾角、SUV车速、电动二轮车车速对骑车人头部损伤的影响。结果表明:骑车人头部损伤随电动二轮车车身侧倾角的增大先增大后减小,头部初始碰撞时刻随电动二轮车车身侧倾角的增大而增大,随SUV与电动二轮车车速增大而减小。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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%。     

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。     

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。     

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。     

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。     

多种儿童坐姿下预充气式安全气囊优化设计

为提升校车正面碰撞中预充气式安全气囊对6岁儿童乘员的保护功效，开展参数分析及优化设计研究，基于台车试验，构建、验证校车仿真模型；搭建校车-预充气式安全气囊耦合模型，面向正常坐姿(NP)、前倾坐姿(OOP₁)与右倾坐姿(OOP₂),探究气囊设计参数对儿童头部伤害指标(HIC)、胸部3 ms合成加速度a_3ms的影响特征。结果表明：当上部拉带长度增加时，气囊上部包形体积增大，HIC明显下降。中部拉带长度决定中下部包形的外部轮廓，安装点高度影响儿童与气囊的接触位置及时刻。NP与OOP₂下，当中部拉带由0.29 m减少至0.26 m时，a_3ms逐渐降低；当安装点高度上升时，HIC随之升高。减小、增大泄气阀的开启压力与开度，有利于头胸部保护。基于改进型第二代非支配排序遗传算法，以加权伤害指标为优化目标，权衡确定主要设计参数的最优配置。具备最优配置的预充气式安全气囊能够高效保护6岁儿童乘员。     

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.     

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。     

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。     

安全气囊爆炸时儿童离位距离与颅脑损伤的关系

为探讨交通事故中安全气囊爆炸对儿童颅脑损伤的影响,基于已构建的经过有效性验证的6岁儿童头部有限元(FE)模型,采用FE方法模拟气囊爆炸对离位(OOP)状态儿童乘员头部的冲击过程,研究不同离位距离对交通事故中儿童颅脑响应及其损伤机制。结果表明,随着离位儿童头部与气囊距离的减小,气囊爆炸导致儿童颅脑响应参数(如颅内压、脑组织Vonmises应力和剪应变)明显增加,儿童颅脑损伤程度加重。当离位儿童头部与气囊距离为15和20 cm时,气囊爆炸对离位儿童头部的撞击力不仅导致严重的颅脑损伤,而且还会造成儿童面骨骨折;当距离为30 cm时,头部接触力和头部损伤指标(HIC)值均较小,颅内压力和脑组织Vonmises应力应变均未达到颅脑损伤的阈值。     

美国侧面碰撞规程下轿车变形侵入仿真研究

为更好地分析汽车侧面碰撞过程中驾乘人员安全,根据美国联邦机动车安全法规FMVSS214碰撞要求,采用显式有限元分析软件LS-DYNA详细建立了某公司轿车有限元整车模型和可变形移动壁障有限元模型,研究了美国侧面碰撞规程下可变形移动壁障以54 km/h速度撞击轿车侧面的变形侵入过程仿真模拟和轿车侧面车门不同水平级的变形侵入对乘员损伤程度的影响。结果表明:有限元模拟结果与实车碰撞试验结果吻合较好,模型可信;轿车车门中部位置对驾乘人员损伤影响最大,乘员损伤AIS值接近3(严重损伤);参数加权平均变形侵入量能较好的反映车辆侧面碰撞下车身侧围的变形侵入情况。     

副级吸能机构对客车-轿车正面碰撞影响的分析

为解决客车与轿车在纵梁高度吸能位置正面碰撞不兼容的问题,设计一种客车前部副级吸能机构。利用三维显式有限元分析软件LS-DYNA 3D,建立轿车Taurus和中型客车6900Y面对面100%重叠碰撞下的数值仿真模型。研究副级吸能机构对解决汽车前部吸能高度不兼容问题的影响,对比分析2车正面碰撞过程中轿车方向盘侵入量、侵入速度和客车车门变形量、乘员头部位置加速度。结果表明:未装副级吸能机构时,轿车方向盘侵入速度和Z方向侵入量较大,容易发生钻碰现象;客车前部副级吸能机构能降低轿车方向盘的侵入量和侵入速度,同时能减小客车驾驶室车门变形量,降低乘员头部位置加速度。     

偏置碰撞中轿车左后排乘员损伤的研究

为识别轿车正面偏置碰撞中后排左侧乘员的损伤特点,开展模拟研究。利用HyperMesh有限元软件,建立包含有限元轿车、可变形壁障及假人的基础模型1,并在基础模型1上为假人添加三点式安全带,建立模型2,在模型2基础上为假人创建侧气囊,建立模型3;采用Ls-Dyna软件求解计算,并应用HyperGraph软件分析不同重叠率偏置碰撞下假人的损伤情况;对比基础模型1、模型2、模型3仿真试验的假人损伤情况,分析不同约束系统对左后排假人的保护效能。结果表明:随着碰撞重叠率增大,左后排乘员头部和胸部的加速度峰值均相应减小;碰撞重叠率在试验范围内变化时,颈部所受合力的峰值波动较小;使用安全带能显著降低乘员的损伤;侧气囊对乘员胸部有保护作用。     

含水率和粒度分形分布对铀尾矿库覆土层氡析出规律的影响研究

为了探究覆土层含水率和粒度分形分布对氡析出规律的影响,制备不同粒度分维值和含水率的覆土试样进行氡析出试验.根据氡产生的机理,设计一套氡测量装置并用局部静态法以测定相应覆土层表面的氡析出率.采用相关分析方法研究覆土层氡析出规律与含水率和分维值的关系,构建氡析出率与含水率和分维值之间的分段线性函数.结果表明:在相同含水率、不同粒度分形分布时,氡析出率随分维值增大而减小,并且当分维值增加到一定值时,氡析出率开始趋于稳定;在相同粒度分形分布、不同含水率时,氡析出率先是随着含水率增大而增大,但是当含水率增加到一定值时,氡析出率却开始减小.氡析出率会受到含水率和粒度分形分布的综合影响.