油门踏板对驾驶员下肢损伤的影响

发布时间：2017-07-20 07:01

  本文关键词：油门踏板对驾驶员下肢损伤的影响

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【摘要】：随着近年来我国经济的高速发展,居民汽车保有量呈现逐年增加的趋势。汽车在给人们带来了方便的同时,也带来了众多的社会问题。研究表明,在交通事故中,下肢损伤占碰撞事故中所有中度以上损伤(AIS 2+)的近三分之一。在所有的损伤类型中,下肢损伤虽不像头部和胸部损伤一样容易致命,但却容易导致人残疾,进而给受害者带来极大的精神和肉体的痛苦。因此,关于驾驶员下肢损伤的研究具有重要的意义。现阶段国内外学者在下肢损伤的研究中,常常忽略踏板系统或简化了踏板模型,结果的可靠性难以保证。为弥补国内外学者针对油门踏板系统研究较少的现状,本文建立了详细的油门踏板有限元模型,并分析了在正面碰撞中,油门踏板各参数对驾驶员胫骨力和胫骨指数的影响。主要工作内容如下:1)依据驶员在驾驶车辆时实际踩压油门踏板的情况,以及踏板在车辆中的实际安装情况,设计了两种不同的油门踏板固定支架,并对踏板进行摆锤冲击试验,获得油门踏板部件在不同冲击速度下的响应以及断裂情况。2)建立了踏板的有限元模型,讨论了网格尺寸、类型以及单元类型对仿真结果的影响,并优化了踏板模型,使模型的计算结果在各个工况中和试验结果具有较高的相似度。3)研究了油门踏板的摩擦系数、踏板行程、旋转刚度以及断裂扭矩等参数对驾驶员下肢损伤的影响,并得出相关结论。论文研究表明,四面体网格不适用于踏板模型的建立,全积分的单元类型会增加模型的刚度,从而降低结果曲线的时域,采用常应力的单元公式并配合适当的沙漏能控制参数,能使模型的计算结果在各个工况中和试验结果具有较高的相似度。踏板各因素中,对驾驶员胫骨力的影响较大的参数是旋转刚度和踏板断裂扭矩。对驾驶员胫骨指数影响较大的两个参数是踏板行程和断裂扭矩。踏板侵入量对驾驶员胫骨力的影响不明显,然而,当踏板侵入量增大时,驾驶员胫骨指数会出现明显的上升。
【关键词】：油门踏板 正面碰撞 下肢损伤
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U467.14
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-20
• 1.1 本课题研究的背景及意义10-12
• 1.2 下肢损伤机理12-14
• 1.3 国内外研究现状14-18
• 1.3.1 车辆事故简介14-15
• 1.3.2 车辆碰撞安全法规15-16
• 1.3.3 下肢损伤研究现状与不足16-18
• 1.4 本文研究的主要内容18-20
• 第2章 踏板部件试验20-26
• 2.1 试验台架20-22
• 2.1.1 踏板固定方案20-21
• 2.1.2 踏板支架设计21-22
• 2.2 踏板部件试验方案及结果22-25
• 2.2.1 踏板冲击试验22-24
• 2.2.2 踏板铰链旋转刚度获取24-25
• 2.3 本章小结25-26
• 第3章 油门踏板部件有限元模型的建立与对标26-40
• 3.1 有限元分析方法26
• 3.2 踏板部件模型的建立26-29
• 3.2.1 建立踏板几何模型26-27
• 3.2.2 踏板有限元模型建立27-29
• 3.3 踏板部件材料参数反求29-33
• 3.4 模型优化33-39
• 3.4.1 模型网格尺寸、类型对比33-36
• 3.4.2 单元计算方式及沙漏能控制36-39
• 3.5 本章小结39-40
• 第4章 约束系统模型的建立40-46
• 4.1 正面碰撞驾驶员侧有限元模型的建立40-42
• 4.1.1 车体有限元模型的建立40
• 4.1.2 转向系统的验证40-41
• 4.1.3 约束系统模型的建立41-42
• 4.2 驾驶员参数确定及模型验证42-45
• 4.2.1 假人位置及加载参数确定42-43
• 4.2.2 正面碰撞驾驶员侧有限元模型的验证43-45
• 4.3 本章小结45-46
• 第5章 油门踏板对驾驶员下肢损伤的影响46-58
• 5.1 试验参数设定46-48
• 5.1.1 损伤参数研究方法46-47
• 5.1.2 试验参数设定和试验安排47-48
• 5.2 各因素对下肢损伤影响分析48-53
• 5.2.1 对上、下胫骨力影响48-50
• 5.2.2 对上、下胫骨指数影响50-53
• 5.3 侵入量对下肢损伤的影响53-54
• 5.4 脚底泡沫垫对下肢损伤的影响54-56
• 5.5 结论56-58
• 总结与展望58-61
• 参考文献61-65
• 附录 攻读学位期间所发表的学术论文目录65-66
• 致谢66-67

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本文编号：566717