轿车驾驶区安全约束对人体保护的研究与仿真

发布时间：2020-02-10 09:10

【摘要】：汽车行驶过程中的安全问题是当今研究的热点之一。汽车发生碰撞时,驾驶区安全约束系统是减少乘员伤害的可靠保障。本课题在建立乘员约束系统仿真模型基础上,结合某型轿车正面碰撞实例,提出驾驶区不同安全约束下对乘员的保护,并展开了深入分析与研究,为汽车驾驶区安全约束系统的设计与开发提供理论依据。论文主要展开了以下几个方面研究。1.系统阐述人体生物力学响应与人体各部位伤害的评价标准,将多刚体系统动力学理论中的L-E法和碰撞理论相结合,推导出汽车碰撞时的人体动力学模型,以乘员损伤生物力学为基础,确定各部位伤害指标的极限值。2.利用MADYM0软件建立汽车驾驶区、假人、汽车安全带及安全气囊等碰撞仿真模型,按照工程修正的基本原则对模型进行修正,对比台车试验数据,对其头部、胸部和髋部加速度进行比较,证明了模型的有效性。3.基于碰撞仿真模型,分别从安全带刚度、乘员的坐姿及汽车座椅的坐垫倾角等三个因素分析研究了人体形态对乘员伤害的影响,计算了头部、胸部和髋部的力学物理量和伤害输出值,根据所得到数据得出：1)在一定的范围内,安全带的刚度越大对胸部和髋部的保护效果越差,对于头部不呈现明显的规律性。2)改变坐姿时,当人体的前倾角在-100-10°之间变化时,头部加速度和HIC值与倾角成反比,而对于胸部伤害值而言,则成正比关系,但对髋部的损伤无明显变化。当前倾角过大时,加速度到达波峰的时间提前,即是在安全气囊没有完全弹开的情况下,头部便开始接触安全气囊,加剧了头部的损伤。3)改变坐垫倾角时,当角度由0°增加到30°时,头部HIC值减小38.78%,胸部3ms值减小17.07%°对于髋部而言,当汽车坐垫倾角分别为10°、20°及30°髋部加速度峰值随着角度的增加而增大,仅仅增加了9.25%,但当倾角为0。时,各部位的加速度值变得很大。所以设计汽车座椅时,适当的坐垫倾角可以减小对人体的损伤。
【图文】：

减小了颈椎后倾幅度，从而避免了对劲椎的伤害。逡逑沃尔沃研发了＂ＷＨＩＰＳ邋（Ｗｈｉｐｌａｓｈ邋Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ邋Ｓｙｓｔｅｍ）安全座椅＂其原理为：当汽车发生逡逑时，通过座椅内部位于坐垫与靠背相接处的能量吸收装置为驱动，先驱动座椅靠背向逡逑移，再使靠背后仰倾斜转动（如图１－４所示）。这样便减小了上身的加速度，从而降逡逑部与躯干间的相对运动速度，最终减轻了对脊椎的伤害Ｐ０ＫＷ。逡逑

减小了颈椎后倾幅度，从而避免了对劲椎的伤害。逡逑沃尔沃研发了＂ＷＨＩＰＳ邋（Ｗｈｉｐｌａｓｈ邋Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ邋Ｓｙｓｔｅｍ）安全座椅＂其原理为：当汽车发生逡逑时，通过座椅内部位于坐垫与靠背相接处的能量吸收装置为驱动，先驱动座椅靠背向逡逑移，再使靠背后仰倾斜转动（如图１－４所示）。这样便减小了上身的加速度，从而降逡逑部与躯干间的相对运动速度，最终减轻了对脊椎的伤害Ｐ０ＫＷ。逡逑
【学位授予单位】：扬州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U467.14;U491.61

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本文编号：2578120