基于中国人体尺寸假人头部仿真研究

发布时间：2017-08-25 17:07

  本文关键词：基于中国人体尺寸假人头部仿真研究

  更多相关文章： 中国假人头部 缩放 标定 质心参数 质心测量装置

【摘要】：头部损伤是汽车交通事故中最为常见的伤害类型之一,事故数据统计显示,头部损伤致死率最高,占所有损伤造成死亡总数的68%,交通事故中的头部损伤是导致人死亡和伤残的一个最主要原因。在汽车正面碰撞试验中,碰撞假人作为真人的替代物,被汽车安全开发研究和试验人员用于汽车安全性能的评估以及乘员约束系统的测试开发,当前,各国实施的正面碰撞试验法规以及新车评价体系中均采用Hybrid III 50百分位正面碰撞假人作为汽车前排乘员替代物,研究表明,Hybrid III 50百分位假人头部与美国50百分位男性头部在尺寸和轮廓方面吻合度高,但由于中美两国人体头部特征参数的差异,Hybrid III 50百分位假人头部可能无法准确地反映中国50百分位男性头部损伤情况。目前,国内对中国50百分位假人的研究主要集中于假人的整体响应,未对头部等具体部位进行研究,且当前研究未探究中国假人各部位设计方法的合理性和设计参数对试验性能的影响,为了弥补以上不足,本文进行了如下研究工作:1、探讨了中国50百分位假人头部设计方法。归纳总结了两种开发假人头部常用的几何缩放方法,通过抽取两种缩放方法所获得的头部模型在矢状面和冠状面的轮廓线,比对了两种缩放方法所得中国50百分位假人头部模型与中国50百分位男性头部的几何差异。2、利用LS-DYNA软件分别建立了头部标定、颈部标定试验仿真有限元模型,对比了中国50百分位假人头部与Hybrid III 50百分位假人头部差异对上述仿真中头颈部动态响应的影响。3、研究了头部质心位置对中国50百分位假人头部在跌落标定试验中动态响应的影响,并将其与Hybrid III 50百分位假人头部的相关结果进行了对比分析。4、针对现有假人部件质心测量装置精度较差的问题,采用三支点二维重心板法原理设计并制作了一款新型假人部件质心测量装置,并对该测量装置进行了验证。论文研究表明,采用非均一缩放方法获得的中国50百分位假人头部模型在矢状面和冠状面的轮廓线与对应中国人体的头部几何参数偏差较小,更适合用于开发中国50百分位假人头部;头部标定、颈部标定仿真中,中国50百分位假人头部和Hybrid III 50百分位假人头部差异造成了头颈部不同的动力学响应,头部跌落标定试验中,中国50百分位假人头部需制定更大的合成加速度峰值要求;质心参数对中国50百分位假人头部模型合成加速度峰值的影响比Hybrid III50百分位假人头部模型明显,当前Hybrid III50百分位假人头部质心偏差要求不适用于中国50百分位假人头部,中国50百分位假人头部生产应制定更严格的质心偏差要求;新型假人部件质心测量装置精度比现有测量装置高,且操作简便,具有推广价值。
【关键词】：中国假人头部 缩放 标定 质心参数 质心测量装置
【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5-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-20
• 1.1 本课题的研究背景和意义11-12
• 1.2 国内研究现状12-14
• 1.3 正面碰撞假人14-18
• 1.3.1 正面碰撞假人设计原则14-15
• 1.3.2 国外碰撞假人发展历程15-16
• 1.3.3 Hybrid III 50百分位碰撞假人16-18
• 1.4 本课题研究的主要内容18-20
• 第2章 中国50百分位假人头部模型的建立20-30
• 2.1 人体头部解剖结构与假人头部20-24
• 2.1.1 人体头部解剖结构20-22
• 2.1.2 Hybrid III 50百分位假人头部22-24
• 2.2 头部缩放方法24-27
• 2.2.1 头部均一缩放方法24-26
• 2.2.2 头部非均一缩放方法26-27
• 2.3 中国假人头部开发方法27-29
• 2.4 本章小结29-30
• 第3章 头、颈部标定试验仿真对比分析30-42
• 3.1 有限元分析方法30-31
• 3.2 头部跌落标定试验仿真对比31-34
• 3.2.1 头部跌落标定试验31-32
• 3.2.2 头部跌落标定试验仿真模型的建立与验证32-33
• 3.2.3 头部跌落标定试验仿真响应对比33-34
• 3.3 颈部标定试验仿真对比34-41
• 3.3.1 颈部标定试验34-35
• 3.3.2 颈部标定试验仿真模型的建立与验证35-39
• 3.3.3 颈部标定试验仿真响应对比39-41
• 3.4 本章小结41-42
• 第4章 质心参数对中国假人头部跌落标定试验响应影响探究42-50
• 4.1 假人头部质心与调整方法42-43
• 4.2 质心参数对头部跌落标定响应影响分析43-47
• 4.3 中国50百分位假人头部质心偏差要求探讨47-48
• 4.4 本章小结48-50
• 第5章 假人部件质心测量装置的设计与验证50-58
• 5.1 现有假人部件质心测量装置及原理50-52
• 5.2 假人部件质心测量装置设计原理52-54
• 5.3 假人部件质心测量装置结构54-56
• 5.4 装置的验证56-57
• 5.5 本章小结57-58
• 总结和展望58-60
• 参考文献60-63
• 附录 攻读学位期间所发表的学术论文目录63-64
• 致谢64-65

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本文编号：737532