轿车与电动两轮车碰撞事故再现及骑车人头部损伤防护

发布时间：2017-10-02 13:25

  本文关键词：轿车与电动两轮车碰撞事故再现及骑车人头部损伤防护

  更多相关文章： 轿车与两轮车碰撞 多刚体 有限元 事故再现 头部损伤防护 被动安全

【摘要】：轿车与电动两轮车碰撞事故是我国道路交通事故中的重要类型,同时也是我国城乡地区常见的事故形态。本研究旨在揭示此类事故形态的内在规律,以及骑车人头部致伤原因,损伤特征和分布,从而为汽车被动安全技术开发与设计提供部分参考。为此,本文在事故深度调查的基础上,统计分析2012年~2015年上海市松江地区254起电动两轮车事故,总结该地区此类事故形态特征和骑车人头部损伤分布特点。分析表明:碰撞形态以轿车与电动两轮车前碰撞为主;骑车人头部在轿车风挡玻璃上的碰点分布不平均,风挡玻璃右侧相比左侧集中,且越靠近A柱,头部出现AIS3+的损伤风险越高。借助多体动力学仿真软件PC-CRASH重建25起轿车与电动两轮车前碰事故,采用数学回归模型分析轿车碰撞速度与骑车人头部运动响应参数及损伤参数的相关性。在此基础上,设计正交试验探究轿车前部结构参数对骑车人头部各损伤参数的敏感性。研究发现:头部碰撞相对速度与轿车碰撞速度呈正相关关系,头部碰撞时间则相反;头部各损伤参数均与轿车碰撞速度存一定的相关性。风挡玻璃倾斜角度对头部峰值接触力和HIC15影响最敏感,发动机盖前缘离地高度则对头部峰值角加速度影响最敏感。头部与风挡玻璃碰撞是骑车人头部致伤的重要原因,本文通过建立头部-风挡玻璃有限元模型,采用多刚体和有限元相结合的研究方法,开展骑车人头部与风挡玻璃碰撞的仿真试验研究。以头部多刚体仿真计算结果为初始条件,设置头部初始碰撞位置、方位角,探讨轿车风挡玻璃撞击区域、风挡玻璃各层厚度、钢化玻璃层强度对骑车人头部损伤的影响。研究表明:相同条件下,相比中心碰撞,头部与风挡玻璃边缘处碰撞时,峰值接触力显著增加,由此增大颅骨发生骨折损伤风险;PVB夹层材料在动态冲击下表现为粘弹性材料特性,风挡玻璃整体的载荷—位移行为出现非线性、逐步破坏特征,因此头部峰值接触力随PVB夹层厚度增加而降低,而HIC15随PVB夹层厚度增加而有所升高,但仿真条件下所有试验观测值均未超出HIC15=1000阈值;钢化玻璃层厚度和破坏强度均与头部各损伤参数呈正相关关系。在此基础上,本文提出利于减轻骑车人头部损伤的措施和方法,包括设计非对称U型头部保护气囊、加厚PVB中间层等措施。
【关键词】：轿车与两轮车碰撞 多刚体 有限元 事故再现 头部损伤防护 被动安全
【学位授予单位】：上海工程技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U467.14
【目录】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-13
• 第一章 绪论13-19
• 1.1 本课题研究背景、意义和课题来源13-15
• 1.1.1 选题背景和意义13-14
• 1.1.2 课题来源14-15
• 1.2 国内外研究现状15-17
• 1.2.1 国外研究现状15-16
• 1.2.2 国内研究现状16-17
• 1.3 本课题主要研究内容17-19
• 第二章 事故再现理论及头部损伤生物力学基础19-39
• 2.1 概述19
• 2.2 多刚体动力学理论19-26
• 2.2.1 多刚体动力学原理19-20
• 2.2.2 多体模型基本特点20-23
• 2.2.3 碰撞模型数值求解23-25
• 2.2.4 事故再现软件PC-CRASH介绍25-26
• 2.3 有限元分析理论26-30
• 2.3.1 非线性有限元法基础26-29
• 2.3.2 有限元仿真分析软件介绍29-30
• 2.4 冲击载荷下人体头部损伤生物力学分析30-38
• 2.4.1 头部冲击损伤机理30-32
• 2.4.2 头部对冲击的生物力学响应及耐受限度32-35
• 2.4.3 头部损伤评价准则35-38
• 2.5 本章小结38-39
• 第三章 松江地区电动两轮车交通事故深度调查与分析39-55
• 3.1 概述39
• 3.2 交通事故深度调查39-41
• 3.2.1 调查团队组成及事故数据库介绍39
• 3.2.2 基本工作流程39-40
• 3.2.3 事故调查基本工具40-41
• 3.3 电动两轮车事故深度调查方法41-48
• 3.3.1 事故现场勘查41-43
• 3.3.2 车辆信息采集43-46
• 3.3.3 人员信息调查46-48
• 3.4 松江地区电动两轮车事故形态分析48-52
• 3.4.1 事故车型与碰撞形态48-49
• 3.4.2 轿车碰撞损坏位置与变形特点49-50
• 3.4.3 骑车人致伤特点50-51
• 3.4.4 头部在轿车风挡玻璃上的碰撞点分布51-52
• 3.5 轿车-电动两轮车碰撞动力学响应52-53
• 3.5.1 头部碰撞角度52
• 3.5.2 头部碰撞相对速度52
• 3.5.3 头部碰撞时间52-53
• 3.5.4 骑车人头部绕转距离53
• 3.6 本章小结53-55
• 第四章 松江地区轿车-电动两轮车碰撞事故再现研究55-76
• 4.1 概述55
• 4.2 典型的轿车-电动两轮车碰撞事故再现55-65
• 4.2.1 事故信息描述55-59
• 4.2.2 多刚体模型建立59-63
• 4.2.3 仿真再现63-64
• 4.2.4 仿真再现结果与验证64-65
• 4.3 松江地区轿车与电动两轮车碰撞事故再现结果与分析65-74
• 4.3.1 事故再现结果65-67
• 4.3.2 再现结果分析67-74
• 4.4 本章小结74-76
• 第五章 基于骑车人头部保护的轿车前端结构参数分析76-84
• 5.1 概述76
• 5.2 试验设计理论基础76-77
• 5.3 参数定义和确定试验方案77-79
• 5.4 仿真试验结果分析79-83
• 5.4.1 轿车前部结构参数改变对HIC15影响79-80
• 5.4.2 轿车前部结构参数改变对头部峰值接触力影响80-81
• 5.4.3 轿车前部结构参数改变对头部峰值角加速度影响81-83
• 5.5 本章小结83-84
• 第六章 骑车人头部与风挡玻璃碰撞保护的研究84-102
• 6.1 概述84
• 6.2 头部与风挡玻璃有限元模型建立84-88
• 6.2.1 基本模型84-87
• 6.2.2 模型动态冲击验证87-88
• 6.3 头部与风挡玻璃碰撞分析88-97
• 6.3.1 风挡玻璃不同撞击区域的影响88-94
• 6.3.2 钢化玻璃层厚度和PVB夹层厚度的影响94-96
• 6.3.3 钢化玻璃破坏强度的影响96-97
• 6.4 针对风挡玻璃碰撞的头部保护措施与分析97-99
• 6.4.1 降低轿车风挡玻璃刚度97-98
• 6.4.2 骑车人头部辅助保护装置98-99
• 6.5 本章小结99-102
• 第七章 总结与展望102-105
• 7.1 总结102-104
• 7.2 展望104-105
• 参考文献105-109
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文及取得的相关科研成果109-110
• 致谢110-111

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 徐荡;朱西产;马志雄;;汽车—行人和汽车—骑车人的碰撞伤害及相关因素[J];汽车安全与节能学报;2010年04期

2 周明宝;;应限制骑车人年龄并持证上路[J];道路交通管理;2009年03期

3 ;充气头盔可保护骑车人[J];发明与创新(综合科技);2010年12期

4 唐波;;骑车人碰撞与行人碰撞的差异以及相关探讨[J];汽车与配件;2011年01期

5 张鼎明;认真观察道路上20种动态[J];农业机械化与电气化;1996年04期

6 吴占龙;驾驶无“眼”车 撞死骑车人[J];农机具之友;1996年03期

7 李英奎;选购摩托车要六看[J];农村百事通;1997年10期

8 李华中;逃跑是绝路[J];交通与运输;1997年05期

9 马长山;直行遇红灯改右拐 撞伤骑车人负全责[J];汽车运用;1998年05期

10 张志秋;防自行车事故六要素[J];现代交通管理;1999年03期

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 周璇;美国：油价飙升,上班路上多了骑车人[N];新华每日电讯;2008年

2 本报记者 孟庆丰 祝海燕;给开车人更多选择 给骑车人更多空间[N];中国交通报;2014年

3 郝峥嵘;黑车之“小”成就信息化之“大”[N];中国计算机报;2007年

4 江苏省公安厅 孔繁勇;日加大对骑车人安全管理力度[N];法制日报;2013年

5 张泽文　李杰 赵俊刚;反光贴令骑车人不再怕黑[N];人民公安报;2011年

6 王云;美国人渐兴骑车上下班[N];经济参考报;2006年

7 本报记者 马之恒;自行车收藏亮相博物馆[N];北京科技报;2010年

8 本报记者 王云峰;还骑车人一条安全顺畅的路[N];辽宁日报;2014年

9 梁闻;为了让骑车人更快捷出行[N];太原日报;2013年

10 本报记者　饶婷;“掉链子”的修车摊[N];北京日报;2006年

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 聂进;行人和自行车骑车人交通伤流行病学及头部损伤研究[D];湖南大学;2014年

中国硕士学位论文全文数据库 前6条

1 李东青;轿车与电动两轮车碰撞事故再现及骑车人头部损伤防护[D];上海工程技术大学;2016年

2 王薛超;汽车—电动两轮车碰撞事故分析及骑车人动力学响应研究[D];湖南大学;2013年

3 古杰;基于大规模仿真数据的骑车人碰撞行为研究[D];清华大学;2014年

4 李松庆;汽车—自行车碰撞事故分析及骑车人头部损伤防护技术研究[D];湖南大学;2008年

5 韦筱;汽车—两轮车事故中骑车人损伤机制研究及典型碰撞三维演示[D];长安大学;2012年

6 曲彩悦;基于贝叶斯网络模型的两轮车骑车人损伤风险研究[D];湖南大学;2014年

，

本文编号：959870