基于耦合数值行人模型的人车碰撞事故重建及头部损伤研究
发布时间：2021-12-27 19:40
随着车辆保有量的激增,行人碰撞安全问题日益突出。在保障行人出行安全的发展进程中,行人损伤研究起着不可或缺的作用。在行人保护研究中,头部损伤一直以来都是学者们研究的热点。尽管在行人头部损伤方面已经有大量的研究成果,但本文通过对行人法规解读和大量相关文献研究发现,目前的行人法规和相关研究仍然存在某些局限,这些局限主要在于:行人子系统试验不能充分地反映行人头部真实的损伤风险和目前的行人数值模型不能兼顾计算效率和仿真精度。对此,本文提出通过耦合方法建立了新型的耦合人体计算生物力学模型（Coupled Pedestrian Computational Biomechanics Model,CPCBM）,并通过 3 例文献中记载的尸体与台车碰撞试验和1例真实的行人与汽车碰撞交通事故对模型的有效性进行了详细验证。在模型验证过程中,文中对比了 CPCBM模型所模拟的人体运动学响应与试验/事故中行人运动响应的差异,并结合定量评估方法（CORrelation and Analysis,CORA）对仿真和试验中的数据进行了相关性评估。研究结果表明,无论是在重现尸体-台车碰撞试验还是在重建行人碰撞交通事故过程...
【文章来源】：厦门理工学院福建省
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１?（ａ）头部骨骼Ｐ３］；?（ｂ）头部结构剖面［２４］；?（ｃ）脑组织［２３］??２．１．２头部损伤机理??
?第二章人体头部损伤生物力学及损伤研宄方法???蚌网膜下出血蚌网膜??动Ｉ?／?软胎膜??—￣＾ｒｐ￣??圓??（ｅ）??图２－２［２４］（ａ）颅骨骨折ＣＴ图；（ｂ）脑挫裂伤致伤机理示意图；（ｃ）硬膜下血肿示意图；（ｄ）硬膜外??血肿示意图；（ｅ）蛛网膜下血肿示意图??２．１．３颅骨和脑组织耐受限度??美国韦恩州立大学的Ｌｉｓｓｎｅｒ等［２７］于Ｉ９６０年最先提出头部耐受限度（实）曲线（Ｗａｙｎｅ??ＳｔａｔｅＴｏｌｅｒａｎｃｅＣｕｒｖｅ，ＷＳＴＣ）（如图２－２ａ），图中虚线是修正后的曲线。该曲线表示了头部??有效加速度、持续时间和损伤之间的关系。ＷＳＴＣ耐受性曲线第一次将头部损伤耐受限??度量化，图中曲线以上区域表示可能造成严重的头部损伤。另外，还可以看出，在图２－??２ａ中有效加速度（平移加速度）作用的时间越长，颅脑损伤几率也会越大。河３增１１如５等［２８］??通过动物试验、力学模型和仿真求得了头部角速度、角加速度和脑部应变之间的关系（如??图２－２ｂ）。根据图中曲线可以大致预测脑损伤，当脑部应变小于５％时不会发生损伤，当??脑部应变处于５％和１０％之间时会发生脑震荡，当脑部应变大于１０％时会发生弥漫性轴??索损伤ＤＡＩ。??５００－Ｈ?２０?］?１?１???Ｉ?Ｉｆ＊??忽，?３？?／?Ｉ?Ｉ??４００－?＼?１１５－?／?Ｉ?ｉ??Ｉ?３００－?＼?Ｉ?／?／?１５％，＾??５?＼?受悦．＇ｋｆ?％１０＇?／?＼??Ｉ?２００－?Ｖ?養?、Ｈｆ－??銬?Ｘ，?？?５－?Ｉ??＾?１００?????Ｂ?＾??耐受水ｆ—＊＊…－＾?５％．?
图２－４?ＴＮＯ行人模型（从左至右：６岁的儿童，５ｔｈ百分位的女性，５ｔｈ百分位的男性，５０ｔｈ百分??位和９５ｔｈ百分位的男性）??
【参考文献】：
期刊论文
[1]行人致命交通事故特征与致因机理研究——基于181例深度调查事故案例[J]. 张诗波,刘澜,李平飞,高文君. 交通信息与安全. 2018(06)
[2]行人安全评估发展趋势及应对策略探讨[J]. 孙小光,张二鹏,陈现岭,师玉涛,杨劲松,张世凯. 北京汽车. 2018(06)
[3]SUV翻滚模拟及其乘员约束系统的开发[J]. 张学荣,刘成,黄硕,殷文倩. 广西大学学报(自然科学版). 2018(06)
[4]基于行人碰撞事故重建的颅脑损伤准则效能研究[J]. 王方,蔡加欣,王丙雨,韩勇,李桂兵,李凡. 中国公路学报. 2018(04)
[5]基于内聚力模型的夹层玻璃冲击破坏仿真分析[J]. 林德佳,臧孟炎. 机械工程学报. 2017(22)
[6]侧面碰撞试验中Euro SID-2假人与WorldSID假人伤害值的对比研究[J]. 仲衍慧,李春. 天津科技. 2017(03)
[7]碰撞试验假人发展及应用研究综述[J]. 刘鑫. 工业设计. 2015(12)
[8]乘用车前端结构几何参数对行人头部动力学响应和损伤风险的影响[J]. 聂进,李桂兵,王薛超,杨济匡. 汽车工程. 2014(12)
[9]汽车与行人碰撞中的损伤生物力学研究概览[J]. 杨济匡. 汽车工程学报. 2011(03)
[10]基于Pc-Crash的车-人事故再现[J]. 邹铁方,余志,蔡铭,刘济科. 振动与冲击. 2011(03)
博士论文
[1]基于真实车辆—行人交通事故的颅脑损伤风险分析研究[D]. 李凡.湖南大学 2009
[2]车辆碰撞事故中头部生物力学响应和损伤机理分析[D]. 许伟.湖南大学 2008
硕士论文
[1]基于网格自动变形技术的肥胖儿童有限元模型建立和碰撞损伤研究[D]. 舒雅静.重庆大学 2017
[2]基于有限元—多刚体耦合的儿童安全座椅结构改进[D]. 赵净.湖南大学 2015
[3]车辆碰撞事故中人体头部生物力学响应仿真模拟研究[D]. 施磊.华南理工大学 2011
本文编号：3552607
【文章来源】：厦门理工学院福建省
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１?（ａ）头部骨骼Ｐ３］；?（ｂ）头部结构剖面［２４］；?（ｃ）脑组织［２３］??２．１．２头部损伤机理??
?第二章人体头部损伤生物力学及损伤研宄方法???蚌网膜下出血蚌网膜??动Ｉ?／?软胎膜??—￣＾ｒｐ￣??圓??（ｅ）??图２－２［２４］（ａ）颅骨骨折ＣＴ图；（ｂ）脑挫裂伤致伤机理示意图；（ｃ）硬膜下血肿示意图；（ｄ）硬膜外??血肿示意图；（ｅ）蛛网膜下血肿示意图??２．１．３颅骨和脑组织耐受限度??美国韦恩州立大学的Ｌｉｓｓｎｅｒ等［２７］于Ｉ９６０年最先提出头部耐受限度（实）曲线（Ｗａｙｎｅ??ＳｔａｔｅＴｏｌｅｒａｎｃｅＣｕｒｖｅ，ＷＳＴＣ）（如图２－２ａ），图中虚线是修正后的曲线。该曲线表示了头部??有效加速度、持续时间和损伤之间的关系。ＷＳＴＣ耐受性曲线第一次将头部损伤耐受限??度量化，图中曲线以上区域表示可能造成严重的头部损伤。另外，还可以看出，在图２－??２ａ中有效加速度（平移加速度）作用的时间越长，颅脑损伤几率也会越大。河３增１１如５等［２８］??通过动物试验、力学模型和仿真求得了头部角速度、角加速度和脑部应变之间的关系（如??图２－２ｂ）。根据图中曲线可以大致预测脑损伤，当脑部应变小于５％时不会发生损伤，当??脑部应变处于５％和１０％之间时会发生脑震荡，当脑部应变大于１０％时会发生弥漫性轴??索损伤ＤＡＩ。??５００－Ｈ?２０?］?１?１???Ｉ?Ｉｆ＊??忽，?３？?／?Ｉ?Ｉ??４００－?＼?１１５－?／?Ｉ?ｉ??Ｉ?３００－?＼?Ｉ?／?／?１５％，＾??５?＼?受悦．＇ｋｆ?％１０＇?／?＼??Ｉ?２００－?Ｖ?養?、Ｈｆ－??銬?Ｘ，?？?５－?Ｉ??＾?１００?????Ｂ?＾??耐受水ｆ—＊＊…－＾?５％．?
图２－４?ＴＮＯ行人模型（从左至右：６岁的儿童，５ｔｈ百分位的女性，５ｔｈ百分位的男性，５０ｔｈ百分??位和９５ｔｈ百分位的男性）??
【参考文献】：
期刊论文
[1]行人致命交通事故特征与致因机理研究——基于181例深度调查事故案例[J]. 张诗波,刘澜,李平飞,高文君. 交通信息与安全. 2018(06)
[2]行人安全评估发展趋势及应对策略探讨[J]. 孙小光,张二鹏,陈现岭,师玉涛,杨劲松,张世凯. 北京汽车. 2018(06)
[3]SUV翻滚模拟及其乘员约束系统的开发[J]. 张学荣,刘成,黄硕,殷文倩. 广西大学学报(自然科学版). 2018(06)
[4]基于行人碰撞事故重建的颅脑损伤准则效能研究[J]. 王方,蔡加欣,王丙雨,韩勇,李桂兵,李凡. 中国公路学报. 2018(04)
[5]基于内聚力模型的夹层玻璃冲击破坏仿真分析[J]. 林德佳,臧孟炎. 机械工程学报. 2017(22)
[6]侧面碰撞试验中Euro SID-2假人与WorldSID假人伤害值的对比研究[J]. 仲衍慧,李春. 天津科技. 2017(03)
[7]碰撞试验假人发展及应用研究综述[J]. 刘鑫. 工业设计. 2015(12)
[8]乘用车前端结构几何参数对行人头部动力学响应和损伤风险的影响[J]. 聂进,李桂兵,王薛超,杨济匡. 汽车工程. 2014(12)
[9]汽车与行人碰撞中的损伤生物力学研究概览[J]. 杨济匡. 汽车工程学报. 2011(03)
[10]基于Pc-Crash的车-人事故再现[J]. 邹铁方,余志,蔡铭,刘济科. 振动与冲击. 2011(03)
博士论文
[1]基于真实车辆—行人交通事故的颅脑损伤风险分析研究[D]. 李凡.湖南大学 2009
[2]车辆碰撞事故中头部生物力学响应和损伤机理分析[D]. 许伟.湖南大学 2008
硕士论文
[1]基于网格自动变形技术的肥胖儿童有限元模型建立和碰撞损伤研究[D]. 舒雅静.重庆大学 2017
[2]基于有限元—多刚体耦合的儿童安全座椅结构改进[D]. 赵净.湖南大学 2015
[3]车辆碰撞事故中人体头部生物力学响应仿真模拟研究[D]. 施磊.华南理工大学 2011
本文编号：3552607
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