基于人体模型的后排乘员下潜研究
发布时间：2021-04-25 06:41
在汽车正面碰撞过程中,由于乘员仓的侵入量减少,乘员生存空间增大。然而,在该情况下,乘员在正面碰撞中发生下潜的可能性大大增加,后排乘员下潜也会伴随发生。当下潜发生时,腹带将滑离乘员的骨盆而直接侵入腹部,肩带将直接作用于颈部,导致乘员受到非常严重的伤害。迄今为止,各大汽车生产厂家针对下潜现象提出了不同的应对措施做了大量的碰撞实验,考虑到伦理道德的问题,碰撞实验都是用混Ⅲ假人来替代真人或尸体。通过文献调研和各种仿真分析发现,混Ⅲ假人较硬的腰椎组织结构,阻碍了假人骨盆的旋转,从而掩盖了下潜发生的事实。因此,运用高生物逼真度,能够有效预测碰撞事故中乘员下潜的人体模型到乘员约束系统中,更加深入地去研究乘员下潜现象十分必要。论文应用Hypermesh和Lsdyna有限元软件联合仿真,依据乘员约束系统的有限元建模方法对比了混Ⅲ假人和人体模型的差异,二者的下潜趋势以及从模型结构的角度出发研究了产生不同下潜趋势的深层原因。最终复现了后排乘员下潜现象,并且将高生物逼真度的Thums人体模型运用到后排乘员约束系统当中。本研究在深入分析下潜产生机理的基础上,研究了不同后排乘员系统参数对下潜...
【文章来源】：北京林业大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 论文研究背景和意义
1.1.1 后排乘员下潜问题
1.1.2 后排乘员下潜的有限元仿真研究
1.2 乘员下潜的影响因素
1.3 乘员下潜的国内外研究现状
1.3.1 国内研究现状
1.3.2 国外研究现状
1.3.3 前期研究结论和局限性
1.4 论文技术路线和研究方法
1.5 本章小结
2 下潜的产生机理及其评估
2.1 下潜的产生机理
2.1.1 下潜的力学机理
2.1.2 下潜的运动学机理
2.2 下潜的评估标准
2.3 下潜趋势的测量
2.4 本章小结
3 后排乘员约束系统的有限元建模与试验验证
3.1 安全带系统介绍
3.1.1 安全带编织带
3.1.2 安全带卷收器
3.1.3 安全带预紧器
3.2 后排乘员约束系统建模流程
3.2.1 后排车辆环境的构建
3.2.2 碰撞假人的选取
3.2.3 安全带系统的建模
3.3 仿真模型的验证方法
3.4 仿真模型与试验验证结果
3.5 本章小结
4 假人模型与人体模型下潜对比
4.1 假人和人体模型
4.1.1 假人模型
4.1.2 人体模型
4.2 假人下潜研究
4.2.1 混III50百分位男性假人骨盆结构
4.2.2 假人下潜趋势
4.3 人体模型下潜研究
4.3.1 Thums人体模型下潜趋势
4.3.2 fast GHBMC人体模型下潜趋势
4.4 不同模型乘员运动和损伤情况
4.4.1 损伤输出定义
4.4.2 乘员运动
4.4.3 头部合成加速度
4.4.4 胸部合成加速度
4.4.5 骨盆合成加速度
4.4.6 胸部压缩量
4.4.7 大腿轴向力
4.5 不同模型下潜差异原因分析
4.5.1 脊柱弯曲差异
4.5.2 拉伸-压缩工况下腰椎刚度对比
4.5.3 剪切工况下腰椎模型刚度对比
4.5.4 弯曲工况下腰椎模型刚度对比
4.5.5 侧向载荷工况下腰椎刚度对比
4.6 本章小结
5 后排乘员下潜的防护措施
5.1 基于下潜机理的参数化研究的防下潜方案
5.2 不同方案下的有限元仿真结果及其比对
5.2.1 下潜趋势对比
5.2.2 头部合成加速度
5.2.3 胸部合成加速度及胸部压缩量
5.2.4 骨盆合成加速度
5.2.5 左右两侧大腿力
5.2.6 腰椎轴向力
5.3 FMVSS 208法规规范及最佳方案确定
5.3.1 FMVSS 208法规规范
5.3.2 最佳防下潜措施
5.4 本章小结
6 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
个人简介
导师简介
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]座椅参数对乘员正面碰撞的损伤影响研究[J]. 张冠军,赵新锋,曹立波. 现代制造工程. 2016(12)
[2]汽车后排乘员保护——回顾与展望（英文）[J]. 胡敬文. 汽车安全与节能学报. 2016(04)
[3]前排女性乘员座椅防下潜性能的实验研究[J]. 张滕滕,王大志,卓鹏,刘军勇. 汽车工程. 2016(11)
[4]H Ⅲ 5th女性假人的下潜机理及防下潜方案[J]. 张啸,刘双,杨笠. 汽车安全与节能学报. 2016(02)
[5]汽车安全带设计开发中的质量控制探讨[J]. 李龙. 中小企业管理与科技(上旬刊). 2016(05)
[6]乘员下潜倾向判断准则的研究[J]. 唐亮,刘晋浩,程朋乐,周青,王青春. 汽车工程. 2014(06)
[7]后排座椅下潜对假人伤害的影响及其改进[J]. 李月明,韩刚,刘卫国,吴成明,赵福全. 汽车安全与节能学报. 2013(01)
[8]日本:七大原因使交通肇事死亡人数持续减少[J]. 张帆. 汽车纵横. 2011(07)
博士论文
[1]均衡约束概念的乘员碰撞保护研究[D]. 姬佩君.清华大学 2016
硕士论文
[1]人体腰椎生物力学模型与损伤研究[D]. 张顺.北京林业大学 2017
[2]Hybrid Ⅲ 50th假人有限元模型胸腰椎段研究[D]. 章龙.湖南大学 2011
本文编号：3158903
【文章来源】：北京林业大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 论文研究背景和意义
1.1.1 后排乘员下潜问题
1.1.2 后排乘员下潜的有限元仿真研究
1.2 乘员下潜的影响因素
1.3 乘员下潜的国内外研究现状
1.3.1 国内研究现状
1.3.2 国外研究现状
1.3.3 前期研究结论和局限性
1.4 论文技术路线和研究方法
1.5 本章小结
2 下潜的产生机理及其评估
2.1 下潜的产生机理
2.1.1 下潜的力学机理
2.1.2 下潜的运动学机理
2.2 下潜的评估标准
2.3 下潜趋势的测量
2.4 本章小结
3 后排乘员约束系统的有限元建模与试验验证
3.1 安全带系统介绍
3.1.1 安全带编织带
3.1.2 安全带卷收器
3.1.3 安全带预紧器
3.2 后排乘员约束系统建模流程
3.2.1 后排车辆环境的构建
3.2.2 碰撞假人的选取
3.2.3 安全带系统的建模
3.3 仿真模型的验证方法
3.4 仿真模型与试验验证结果
3.5 本章小结
4 假人模型与人体模型下潜对比
4.1 假人和人体模型
4.1.1 假人模型
4.1.2 人体模型
4.2 假人下潜研究
4.2.1 混III50百分位男性假人骨盆结构
4.2.2 假人下潜趋势
4.3 人体模型下潜研究
4.3.1 Thums人体模型下潜趋势
4.3.2 fast GHBMC人体模型下潜趋势
4.4 不同模型乘员运动和损伤情况
4.4.1 损伤输出定义
4.4.2 乘员运动
4.4.3 头部合成加速度
4.4.4 胸部合成加速度
4.4.5 骨盆合成加速度
4.4.6 胸部压缩量
4.4.7 大腿轴向力
4.5 不同模型下潜差异原因分析
4.5.1 脊柱弯曲差异
4.5.2 拉伸-压缩工况下腰椎刚度对比
4.5.3 剪切工况下腰椎模型刚度对比
4.5.4 弯曲工况下腰椎模型刚度对比
4.5.5 侧向载荷工况下腰椎刚度对比
4.6 本章小结
5 后排乘员下潜的防护措施
5.1 基于下潜机理的参数化研究的防下潜方案
5.2 不同方案下的有限元仿真结果及其比对
5.2.1 下潜趋势对比
5.2.2 头部合成加速度
5.2.3 胸部合成加速度及胸部压缩量
5.2.4 骨盆合成加速度
5.2.5 左右两侧大腿力
5.2.6 腰椎轴向力
5.3 FMVSS 208法规规范及最佳方案确定
5.3.1 FMVSS 208法规规范
5.3.2 最佳防下潜措施
5.4 本章小结
6 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
个人简介
导师简介
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]座椅参数对乘员正面碰撞的损伤影响研究[J]. 张冠军,赵新锋,曹立波. 现代制造工程. 2016(12)
[2]汽车后排乘员保护——回顾与展望（英文）[J]. 胡敬文. 汽车安全与节能学报. 2016(04)
[3]前排女性乘员座椅防下潜性能的实验研究[J]. 张滕滕,王大志,卓鹏,刘军勇. 汽车工程. 2016(11)
[4]H Ⅲ 5th女性假人的下潜机理及防下潜方案[J]. 张啸,刘双,杨笠. 汽车安全与节能学报. 2016(02)
[5]汽车安全带设计开发中的质量控制探讨[J]. 李龙. 中小企业管理与科技(上旬刊). 2016(05)
[6]乘员下潜倾向判断准则的研究[J]. 唐亮,刘晋浩,程朋乐,周青,王青春. 汽车工程. 2014(06)
[7]后排座椅下潜对假人伤害的影响及其改进[J]. 李月明,韩刚,刘卫国,吴成明,赵福全. 汽车安全与节能学报. 2013(01)
[8]日本:七大原因使交通肇事死亡人数持续减少[J]. 张帆. 汽车纵横. 2011(07)
博士论文
[1]均衡约束概念的乘员碰撞保护研究[D]. 姬佩君.清华大学 2016
硕士论文
[1]人体腰椎生物力学模型与损伤研究[D]. 张顺.北京林业大学 2017
[2]Hybrid Ⅲ 50th假人有限元模型胸腰椎段研究[D]. 章龙.湖南大学 2011
本文编号：3158903
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