基于整车侧面多角度碰撞儿童乘员损伤防护研究

发布时间：2020-06-18 16:17

【摘要】：中国城市交通道路路口主要为平面交叉的形式,侧面碰撞事故发生起数占总事故数的41.81%,且侧面碰撞工况下乘员的死伤率是所有工况中最高的,儿童乘员的死伤率也是最高的。全球现行的法规标准主要在侧面90°碰撞工况下对儿童损伤风险情况进行评估,国内外的相关研究也侧重于侧面90°碰撞工况,对于侧面其他角度碰撞研究较少。但实际交通事故表明,侧面斜角碰撞也占有较大比例,且侧面斜角碰撞工况中儿童乘员有着与90°碰撞工况下不同的运动学响应。为了进一步对侧面碰撞工况下儿童乘员安全进行研究,基于交通事故统计数据,开展侧面多角度碰撞工况中儿童乘员的损伤研究,在理论上对CRS提出改进意见,具有十分重要的意义。本文选取了两款不同类型的儿童约束系统(CRS),分别为三点式安全带型CRS A和ISOFIX型CRS B,根据交通事故统计数据选取了30°、60°和90°三种侧面碰撞角度,采用Q系列3岁假人模型,并基于2018C-NCAP建立了整车侧面碰撞有限元模型。分析了3岁儿童乘员在不同角度侧面碰撞工况下的运动学响应以及损伤风险情况,并针对分析结果对儿童约束系统进行优化改进。仿真结果表明,碰撞角度越大,车门的侵入量、侵入速度和侵入加速度就越大,90°工况时正向碰撞程度较大,假人头部即使在CRS保护范围之内,但与头枕发生碰撞仍然会造成较大的头部合成加速度,有着较大的损伤风险;但斜角(30°和60°)碰撞工况下被撞车辆旋转速度较大,因此Q3假人整体前向位移均较大,五点式安全带更容易滑落假人肩部,头部容易超出CRS头枕保护范围。三种角度碰撞工况下儿童假人胸部合成加速度峰值随着碰撞角度的增大而增大,原因儿童假人胸部总是保持在CRS保护范围内,碰撞角度越大,正向的侵入程度越严重,对儿童假人胸部的撞击力就越大。增加胸夹可以防止五点式安全带肩带滑落肩部,对约束儿童假人有一定效果,但是会有“勒脖子”的现象发生,从而对儿童假人下颈部施加一个剪切力,进而增大上颈部力。在增加胸夹的基础上对头枕形状进行改进,可以进一步增强多儿童假人头颈部的保护,但儿童假人头部仍然超过了CRS A头枕的保护范围。对头枕刚度以及头枕与椅背连接刚度进行加强有利于进一步约束儿童假人头部。五点式安全带预紧对约束儿童假人头部运动有一定效果。增加侧面防撞块可以改善儿童安全座椅侧翼中间部位的变形情况,并达到降低儿童乘员胸部合成加速度的效果,防撞块刚度对于儿童假人损伤风险有一定影响。
【学位授予单位】：厦门理工学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U467.14
【图文】：

图 1-1 FARS 2016 侧面碰撞角度统计安全带与安全气囊都是根据成人的体格设计的，这些保护装置对果有限，有时甚至还会对儿童造成另外的伤害，儿童身高较矮，车三点式安全带，在发生碰撞时，经常会发生勒脖子的现象，虽

图 1-2 Wayne State 耐受性曲线为了使 WayneState 耐受性曲线适用于多种头部加速度波形，Versaca[意时刻 t1和 t2( t1＜t2)间的平均加速度定义了头部损伤指标（Headiterion,HIC）：持续时间 t (ms)

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本文编号：2719516