轿车与6岁儿童行人不同方位碰撞中下肢损伤分析

Euro NCAP发布的行人模型认证技术公告TB024的最新版本对6岁儿童行人模型认证提出了单独要求,旨在加强对儿童行人的保护。本研究应用符合Euro NCAP技术公告(TB024)规定并且具有详细解剖学结构的6岁儿童行人有限元模型,设置了4组不同方位行人-汽车碰撞仿真试验,以探究不同碰撞方位下的儿童下肢损伤机理。结果表明,在4种不同角度的碰撞条件下,仅270°背面碰撞时儿童股骨未发生骨折;0°碰撞时儿童下肢膝关节韧带损伤最为严重;180°左侧碰撞下,对撞侧膝关节半月板最容易发生损伤,而撞击侧股骨远端生长板存在较大的受伤风险;270°背面碰撞中儿童的胫骨和腓骨最容易发生损伤。本研究为儿童行人保护和儿童下肢损伤的治疗提供了理论依据,为汽车安全防护装置的研发提供数据支持。

6岁儿童行人-汽车碰撞中碰撞角度对头部损伤的影响

目的应用符合欧洲新车安全评鉴协会(the European New Car Assessment Programme,Euro NCAP)要求的6岁儿童行人有限元模型,探究不同碰撞角度对儿童头部损伤的影响。方法应用符合Euro NCAP技术公告(TB024)并且具有详细解剖学结构的6岁儿童行人有限元模型,设置4组行人-汽车碰撞仿真试验,探究不同碰撞角度下儿童头部损伤情况。人体头部质心初始位置在车的纵向中心线上,轿车初速度为40 km/h,轿车分别与人体右侧、前侧、左侧、后侧碰撞(即0°、90°、180°、270°)。比较不同碰撞角度下运动学差异和头部碰撞响应,同时分析面骨和颅骨的损伤情况。结果通过分析儿童行人头部接触力、头部质心合加速度、头部质心相对于车的合速度、头部损伤标准(head injury criterion,HIC15)、面骨骨折情况以及颅骨应力分布发现,背面、正面碰撞下儿童头部骨折及发生脑组织损伤的风险大于侧面碰撞,其中背面碰撞下儿童行人头部损伤风险最高,侧面碰撞下儿童行人头部损伤风险最低。结论背面碰撞下儿童行人头部损伤风险最大,研究结果对行人-汽车碰撞评估和防护装置研发具有重要的应用价值。

基于儿童行人头部保护的发动机罩设计分析

为了改善被研究车辆的儿童行人保护性能,建立了儿童头锤冲击汽车前部结构的有限元模型,并采用同类车型试验数据验证了模型的有效性.研究了同样结构下低碳钢和铝合金发动机罩的行人保护性能,并针对儿童行人头部保护设计了波浪式内板和夹层铝合金2种不同结构的发动机罩.为了增加发动机罩的吸能特性和降低头部损伤相关的加速度参数值,研究了发动机罩边缘和翼子板间的吸能结构.结果表明:设计的新型发动机罩使整个发动机罩的刚度分布更加均匀,能在儿童行人头部的碰撞区域有效地减小儿童行人头部损伤风险;这2种结构在具有原发动机罩模型相当的静态刚度的同时,提高了发动机罩的侧向弯曲和扭转刚度.

轿车与儿童行人碰撞事故重建研究

结合MADYMO和PC-CRASH仿真分析软件重现了长沙地区一起汽车与12岁儿童行人碰撞事故的动力学响应过程.首先,根据事故现场采集的详细数据,利用PC-CRASH分析得到了与事故数据最吻合的碰撞参数;然后根据这些参数定义了MADYMO模型的边界和初始条件.建立了肇事车辆的多刚体(MBS-FACET)和有限元(FE)2种数学模型,应用MADYMO软件中的SCALER模块计算得到12岁儿童行人模型.通过仿真计算得到儿童行人与车辆碰撞的动态响应过程以及头部损伤的相关物理参数.结果表明,2种仿真模型均很好地重现了事故中行人的整个运动过程及头部碰撞情形,仿真计算得到的头部生物力学响应参数与儿童行人损伤诊断结果吻合较好.

昆明市儿童行人交通安全行为研究

采用简单随机抽样的方法对昆明市204名儿童进行了交通安全认知和交通习惯调查。结果表明,儿童整体上获得交通安全知识媒介偏少,以5种媒介为参考,其均值为2.8333,且56.4%的儿童交通安全知识首先从父母那获得。儿童交通安全行为与儿童交通安全意识、儿童交通危险意识、儿童交通安全态度、父母交通行为显著相关。儿童交通安全行为与儿童交通安全意识和儿童交通安全态度呈二元线性关系。本研究结果可为提高儿童行人交通安全行为的方法选择提供参考。

基于Euro NCAP典型工况的儿童行人下肢损伤评估方法研究

本文中采用Euro NCAP行人模型认证(TB024)中给出的FCR、MPV、RDS、SUV 4种典型汽车前端结构有限元模型,以及具有详细解剖学结构特征的6岁儿童行人有限元模型来模拟汽车-行人碰撞事故,分析典型工况下汽车前端结构参数对儿童行人下肢损伤的影响。结果表明,RDS车型由于机盖前沿离地间距较小,儿童行人撞击侧股骨大转子位置出现骨折现象;MPV和SUV车型由于扰流板离地间隙较大,对下肢胫骨、腓骨和膝关节韧带的损伤更为严重。最后,基于仿真结果提出了6岁儿童下肢长骨损伤的截面弯矩评价参数,为儿童腿型冲击器研发和数字测评提供参考。

汽车对儿童行人碰撞事故再现的研究

应用MADYMO软件建立儿童行人模型,通过对两个典型儿童行人交通事故模型再现儿童行人的运动及碰撞情况。通过对真实事故和事故模拟再现所得的结果分析来看,儿童行人模型的碰撞响应与真实事故中结果基本一致,说明本文所建立的儿童行人模型可以预测儿童行人碰撞事故中儿童的动态特征。

行人-车辆碰撞中六岁儿童下肢损伤分析及预测

为揭示汽车-行人碰撞事故中车辆前端结构和速度对儿童行人下肢损伤的差异成因及损伤机理,本研究应用符合我国体征且具有详细解剖学结构的六岁儿童行人损伤仿生模型(TUST IBMs 6YO-P),设置了32组涵盖4类常见车型和8种碰撞速度的汽车-行人碰撞仿真,分析下肢运动学和生物力学响应,采用非线性回归建立预测模型对下肢损伤进行评估。结果表明,碰撞速度对儿童下肢长骨骨折和膝关节损伤有直接影响,汽车前保险杠高度影响股骨的损伤程度和膝关节弯曲角度,扰流板离地高度影响胫、腓骨损伤的严重程度。分析膝关节弯曲角度和韧带断裂数据,得出当膝关节弯曲角度分别超出25.9±0.9°、38.6±0.7°、43.2±0.2°时,撞击侧内侧副韧带(MCL)、前交叉韧带(ACL)、后交叉韧带(PCL)发生断裂,基于碰撞速度和前保险杠高度建立的膝关节弯曲角度预测模型,经反求验证该模型可以有效预测膝关节损伤。综合儿童行人下肢长骨骨折评价参数和所建立的小腿弯矩预测模型,发现碰撞速度高于17.94 km/h将会造成儿童小腿骨折。该研究为行人安全法规制定、行人保护装置研发、AEB系统设计和数字化测评提供科学的参考依据。