基于深度事故重建下电动两轮车头盔防护性能研究

发布时间：2023-03-19 18:35

　　现今,电动两轮车已经成为了人们出行最主要的交通工具之一。然而,电动两轮车事故也随之逐年攀升。众所周知,汽车安全法规能够在一定程度上降低道路交通事故的发生率,但对于已经暴露在危险场景下的电动两轮车驾驶员提供不了保护作用。而汽车安全性设计更多的是注重对车内乘员的保护,对车外的电动两轮车驾驶员等弱势道路群体的保护极为有限。世界卫生组织统计的2016年全球道路交通死亡人数高达135万人,其中自行车骑车人和摩托车驾驶员死亡人数分别占到了 3%和28%。此外,根据中国公安部交通管理局的统计报告,2017年电动自行车骑车人和摩托车驾驶员的死亡人数分别为31447和48929人。由于汽车安全技术对电动两轮车驾驶员在事故中给予的保护甚少,因此需要电动两轮车驾驶员自身装备有保护装置来降低碰撞事故中产生的头部损伤。本研究的任务是对电动两轮车头盔的防护性能进行研究,分析头盔可能存在的不足之处。主要是研究头盔在安装不同密度的内衬泡沫时吸收头部冲击能量的能力,并进一步分析不同内衬泡沫密度下的头盔对颅骨骨折的防护性能。此外,对三起真实的电动两轮车事故进行了深度重建,再现了电动两轮车碰撞事故中驾驶员与地面发生碰撞的整...

【文章页数】：89 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 电动两轮车头盔研究内容和现状
        1.2.1 国内外头盔防护性能研究现状
            1.2.1.1 交通流行病学研究
            1.2.1.2 头盔跌落试验研究
            1.2.1.3 基于真实事故的头盔防护性能研究
        1.2.2 头盔主要类型及国内外使用情况
        1.2.3 国内外头盔法规比较
            1.2.3.1 头盔试验前处理
            1.2.3.2 冲击吸能测试
            1.2.3.3 刚度性能测试
            1.2.3.4 国内外头盔测试标准比较
    1.3 本文研究内容与重点
第二章 人体头部损伤生物力学
    2.1 头部解剖学结构
    2.2 常见颅脑道路交通伤
        2.2.1 面部损伤
        2.2.2 颅骨骨折
        2.2.3 局灶性脑损伤
        2.2.4 弥散性脑损伤
    2.3 头部损伤机制
    2.4 头部损伤评价标准及耐受限度
        2.4.1 全局损伤标准
        2.4.2 局部损伤标准
    2.5 本章小结
第三章 泡沫能量吸收对头盔防护性能的影响
    3.1 头盔材料应用
    3.2 泡沫材料能量吸收特性
        3.2.1 EPS单轴压缩试验
        3.2.2 密度对EPS泡沫的力学行为影响
        3.2.3 密度对EPS能量吸收的影响
    3.3 头盔有限元模型的建立
        3.3.1 头盔几何及网格
        3.3.2 材料模型
        3.3.3 接触设置
        3.3.4 试验及仿真验证
    3.4 不同泡沫密度对头盔防护性能的影响
    3.5 头盔最佳泡沫密度设计
    3.6 本章小结
第四章 电动两轮车-轿车碰撞事故的深度重建
    4.1 概述
    4.2 多刚体动力学理论简述
    4.3 事故案例介绍
    4.4 多体模型建立
        4.4.1 车辆模型的建立
        4.4.2 电动两轮车模型建立
        4.4.3 电动两轮车驾驶员模型
    4.5 事故重建案例列举
        4.5.1 案例1事故重建
        4.5.2 案例3事故重建
        4.5.3 案例2运动学重建结果
    4.6 本章小结
第五章 头盔对颅脑损伤的防护性能研究
    5.1 概述
    5.2 有限元模型介绍及验证
        5.2.1 人体有限元模型
        5.2.2 人体有限元模型验证
    5.3 人-地面碰撞下头盔防护性能研究
        5.3.1 落地碰撞中边界条件加载
        5.3.2 头盔对颅骨骨折的防护性能
        5.3.3 头盔对脑震荡及DAI的防护性能
    5.4 本章小结
结论与展望
参考文献
致谢
在学期间主要研究成果



本文编号：3765746