汽車正面碰撞3歲兒童乘員胸部動力學(xué)分析和損傷參數(shù)研究
發(fā)布時間：2020-12-04 02:48
在我國,道路交通傷害已成為我國0-17兒童傷害致死的第二位原因。在兒童意外傷害的研究中發(fā)現(xiàn),在正面碰撞中,兒童胸部遭受損傷時,容易形成嚴重損傷并伴有較高的死亡率。研究表明,兒童約束系統(tǒng)的使用是降低兒童乘員交通事故傷害的最有效的手段。動態(tài)性能試驗是評價汽車兒童約束系統(tǒng)安全性的重要指標。目前沒有文獻對兒童乘員在兒童約束系統(tǒng)中的胸部加速度和內(nèi)外力的關(guān)系有報道�；谇叭搜芯砍晒�,為了厘清正面碰撞中兒童乘員胸部加速度與胸部所受內(nèi)外力的關(guān)系以及3歲兒童乘員胸部內(nèi)臟器官在不同CRS約束下的損傷風(fēng)險,本文基于ECE R44法規(guī)前碰撞動態(tài)試驗方法,采用Hybrid Ⅲ 3歲兒童假人和第四代學(xué)術(shù)版THUMS 3歲兒童人體有限元模型（THUMS 3YO）建立了兩款兒童約束系統(tǒng)（CRS）的正面碰撞臺車數(shù)值分析模型。其中詳細介紹了臺車模型的建立、兒童約束系統(tǒng)模型的建立,并通過圓形薄壁吸能管的組合的方法擬合滿足法規(guī)通道要求的臺車正面碰撞加速度波形。最后對仿真模型進行了驗證。在以上建立模型的基礎(chǔ)上,建立了Hybrid Ⅲ 3歲假人胸部運動力學(xué)方程,分析了胸部加速度和胸部所受內(nèi)外力的相互關(guān)系。同時,定性對比分析了兩款...
【文章來源】：廈門理工學(xué)院福建省
【文章頁數(shù)】：71 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 國內(nèi)外兒童安全研究歷史和現(xiàn)狀
1.2 主要的兒童乘員安全法規(guī)
1.2.1 歐洲ECE R44與ECE R129 法規(guī)
1.2.2 美國FMVSS213 法規(guī)和ECE R44 比較
1.2.3 Euro-NCAP法規(guī)
1.2.4 C-NCAP法規(guī)
1.3 CRS的主要類型及國內(nèi)外使用情況現(xiàn)狀
1.3.1 CRS的主要類型
1.3.2 CRS國內(nèi)外使用情況現(xiàn)狀
1.4 兒童乘員約束系統(tǒng)動態(tài)試驗主要研究方法
1.4.1 碰撞試驗研究
1.4.2 計算機仿真模擬試驗
1.5 本文研究內(nèi)容
第二章 兒童胸部損傷生物力學(xué)和損傷評價方法
2.1 兒童胸部生理解剖學(xué)特征及損傷機理
2.1.1 肋骨腔
2.1.2 軟組織器官
2.2 胸部損傷評價準則
2.2.1 加速度和力損傷準則
2.2.2 壓縮量損傷準則
2.2.3 黏性損傷準則
2.2.4 胸部綜合指數(shù)
2.3 獲取兒童損傷生物力學(xué)特性方法
2.4 本章小結(jié)
第三章 兒童約束系統(tǒng)仿真模型的建立和驗證
3.1 正面碰撞臺車有限元模型的建立
3.1.1 臺車和吸能管仿真模型建立
3.1.2 ECE臺車仿真模型建立
3.1.3 兒童安全座椅有限元模型建立
3.1.3.1 五點式背帶型CRS模型建立
3.1.3.2 護板型CRS模型建立
3.1.4 兒童假人模型
3.1.5 兒童人體有限元模型
3.1.6 假人姿態(tài)預(yù)模擬
3.1.7 臺車-CRS完整模型搭建及邊界條件
3.2 仿真模型的有效性驗證
3.2.1 仿真臺車加速度曲線的擬合仿真
3.2.2 臺車試驗結(jié)果與有限元結(jié)果比較
3.2.2.1 五點式背帶型CRS對比分析
3.2.2.2 護板型CRS對比分析
3.3 本章小結(jié)
第四章 3歲兒童胸部運動方程建立與胸部器官損傷風(fēng)險研究
4.1 3歲兒童胸部運動方程建立方法
4.2 五點式背帶型CRS中假人胸部運動方程建立分析
4.3 護板型CRS中假人胸部運動方程建立分析
4.4 THUMS3 歲兒童胸部器官損傷風(fēng)險研究
4.4.1 胸部撞擊試驗驗證
4.4.1.1 邊界及加載條件
4.4.1.2 驗證結(jié)果
4.4.2 THUMS3 歲兒童運動學(xué)響應(yīng)及損傷參數(shù)
4.4.3 THUMS3 歲兒童胸部內(nèi)臟器官應(yīng)變分布分析
4.4.3.1 肋骨腔
4.4.3.2 心臟
4.4.3.3 肺
4.5 討論
4.6 本章小節(jié)
第五章 兒童約束系統(tǒng)的設(shè)計參數(shù)分析
5.1 五點式安全帶剛度的影響
5.2 安全帶和兒童假人之間的摩擦系數(shù)的影響
5.3 安全肩帶開孔位置的影響
5.4 帶扣位置的影響
5.5 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻
致謝
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文以及所參與項目
【參考文獻】：
期刊論文
[1]兒童乘員損傷機理及保護措施研究[J]. 曹立波,張瑞鋒,劉曜. 汽車工程學(xué)報. 2012(01)
[2]基于汽車兒童約束系統(tǒng)法規(guī)碰撞試驗的試驗方法研究[J]. 李可瑞,王步康,杜匯良,張金換. 汽車技術(shù). 2006(S1)
[3]兒童乘員約束系統(tǒng)研究現(xiàn)狀與展望[J]. 方園,吳光強. 中國工程科學(xué). 2006(08)
[4]胸部撞擊時胸壁的動力學(xué)響應(yīng)與胸部損傷[J]. 劉寶松,王正國,翁格文,寧心,徐紅,李曉炎. 中國危重病急救醫(yī)學(xué). 1999(06)
博士論文
[1]兒童胸部有限元模型開發(fā)及損傷機理研究[D]. 蔣彬輝.湖南大學(xué) 2013
碩士論文
[1]基于新法規(guī)R129的兒童座椅側(cè)面碰撞保護的研究[D]. 楊帆.清華大學(xué) 2015
[2]組合薄壁圓形吸能管的碰撞波形復(fù)現(xiàn)特性研究[D]. 顏培崗.湖南大學(xué) 2011
[3]汽車前碰撞中6歲兒童乘員約束系統(tǒng)的仿真研究[D]. 楊杏梅.湖南大學(xué) 2006
本文編號：2896900
【文章來源】：廈門理工學(xué)院福建省
【文章頁數(shù)】：71 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 國內(nèi)外兒童安全研究歷史和現(xiàn)狀
1.2 主要的兒童乘員安全法規(guī)
1.2.1 歐洲ECE R44與ECE R129 法規(guī)
1.2.2 美國FMVSS213 法規(guī)和ECE R44 比較
1.2.3 Euro-NCAP法規(guī)
1.2.4 C-NCAP法規(guī)
1.3 CRS的主要類型及國內(nèi)外使用情況現(xiàn)狀
1.3.1 CRS的主要類型
1.3.2 CRS國內(nèi)外使用情況現(xiàn)狀
1.4 兒童乘員約束系統(tǒng)動態(tài)試驗主要研究方法
1.4.1 碰撞試驗研究
1.4.2 計算機仿真模擬試驗
1.5 本文研究內(nèi)容
第二章 兒童胸部損傷生物力學(xué)和損傷評價方法
2.1 兒童胸部生理解剖學(xué)特征及損傷機理
2.1.1 肋骨腔
2.1.2 軟組織器官
2.2 胸部損傷評價準則
2.2.1 加速度和力損傷準則
2.2.2 壓縮量損傷準則
2.2.3 黏性損傷準則
2.2.4 胸部綜合指數(shù)
2.3 獲取兒童損傷生物力學(xué)特性方法
2.4 本章小結(jié)
第三章 兒童約束系統(tǒng)仿真模型的建立和驗證
3.1 正面碰撞臺車有限元模型的建立
3.1.1 臺車和吸能管仿真模型建立
3.1.2 ECE臺車仿真模型建立
3.1.3 兒童安全座椅有限元模型建立
3.1.3.1 五點式背帶型CRS模型建立
3.1.3.2 護板型CRS模型建立
3.1.4 兒童假人模型
3.1.5 兒童人體有限元模型
3.1.6 假人姿態(tài)預(yù)模擬
3.1.7 臺車-CRS完整模型搭建及邊界條件
3.2 仿真模型的有效性驗證
3.2.1 仿真臺車加速度曲線的擬合仿真
3.2.2 臺車試驗結(jié)果與有限元結(jié)果比較
3.2.2.1 五點式背帶型CRS對比分析
3.2.2.2 護板型CRS對比分析
3.3 本章小結(jié)
第四章 3歲兒童胸部運動方程建立與胸部器官損傷風(fēng)險研究
4.1 3歲兒童胸部運動方程建立方法
4.2 五點式背帶型CRS中假人胸部運動方程建立分析
4.3 護板型CRS中假人胸部運動方程建立分析
4.4 THUMS3 歲兒童胸部器官損傷風(fēng)險研究
4.4.1 胸部撞擊試驗驗證
4.4.1.1 邊界及加載條件
4.4.1.2 驗證結(jié)果
4.4.2 THUMS3 歲兒童運動學(xué)響應(yīng)及損傷參數(shù)
4.4.3 THUMS3 歲兒童胸部內(nèi)臟器官應(yīng)變分布分析
4.4.3.1 肋骨腔
4.4.3.2 心臟
4.4.3.3 肺
4.5 討論
4.6 本章小節(jié)
第五章 兒童約束系統(tǒng)的設(shè)計參數(shù)分析
5.1 五點式安全帶剛度的影響
5.2 安全帶和兒童假人之間的摩擦系數(shù)的影響
5.3 安全肩帶開孔位置的影響
5.4 帶扣位置的影響
5.5 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻
致謝
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文以及所參與項目
【參考文獻】：
期刊論文
[1]兒童乘員損傷機理及保護措施研究[J]. 曹立波,張瑞鋒,劉曜. 汽車工程學(xué)報. 2012(01)
[2]基于汽車兒童約束系統(tǒng)法規(guī)碰撞試驗的試驗方法研究[J]. 李可瑞,王步康,杜匯良,張金換. 汽車技術(shù). 2006(S1)
[3]兒童乘員約束系統(tǒng)研究現(xiàn)狀與展望[J]. 方園,吳光強. 中國工程科學(xué). 2006(08)
[4]胸部撞擊時胸壁的動力學(xué)響應(yīng)與胸部損傷[J]. 劉寶松,王正國,翁格文,寧心,徐紅,李曉炎. 中國危重病急救醫(yī)學(xué). 1999(06)
博士論文
[1]兒童胸部有限元模型開發(fā)及損傷機理研究[D]. 蔣彬輝.湖南大學(xué) 2013
碩士論文
[1]基于新法規(guī)R129的兒童座椅側(cè)面碰撞保護的研究[D]. 楊帆.清華大學(xué) 2015
[2]組合薄壁圓形吸能管的碰撞波形復(fù)現(xiàn)特性研究[D]. 顏培崗.湖南大學(xué) 2011
[3]汽車前碰撞中6歲兒童乘員約束系統(tǒng)的仿真研究[D]. 楊杏梅.湖南大學(xué) 2006
本文編號：2896900
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