人车碰撞事故中人地碰撞损伤研究进展

为了解人车碰撞事故中人地碰撞损伤的研究进展,并对可行的人地碰撞损伤防护方法做出展望。本文从人车碰撞事故特征、人体损伤评价指标、人体损伤来源、人地碰撞损伤影响因素及人地碰撞损伤防护方法5个方面回顾了已有研究成果,并对已有研究中存在的问题进行讨论,就人地碰撞防护方法的发展作出展望。人地碰撞损伤研究仍然存在许多不成熟的地方,特别是人地碰撞损伤的致伤机理和影响因素方面仍须开展深入的研究。通过回顾现有的人地碰撞损伤防护技术指出,未来可从优化车辆前部形状、安装行人安全装置以及控制车辆制动等方面来降低行人损伤风险。大部分事故中碰撞速度为中低速,而在低车速下的人地碰撞损伤不容忽视,可通过控制车辆制动降低人地碰撞损伤。此外,人地碰撞损害评价指标仍存在不足。本文可为后续更好地开展人地碰撞损伤致伤机理及防护方法的研究提供参考。

木薯种茎精密播种过程中机械碰撞损伤有限元分析

【目的】明确木薯种茎在播种过程中的碰撞损伤机制,寻求较小损伤的播种方式。【方法】利用三维扫描技术逆向建立木薯种茎的三维模型,通过基于Hyper Mesh和LS-DYNA的种茎碰撞有限元分析,研究播种性能的主要影响因素(跌落高度、振动板安装倾斜角度及振动板振动频率)下种茎碰撞损伤过程,明确不同试验因素水平下种茎种芽−播种部件斜面接触等效应力、种芽−茎秆交接处等效应力、种芽−茎秆交接处应变及种芽−播种部件斜面接触应变变化规律;在单因素试验基础上,通过二次旋转正交组合试验研究,结合非线性多目标优化计算方法,对影响因素进行优化,以验证所建立回归模型的合理性。【结果】当跌落高度为167.83 mm、振动板安装倾斜角度为22.18°、振动频率为66.96 Hz时,种芽−播种部件斜面接触等效应力为32.64 MPa、种芽−茎秆交接处等效应力为17.08 MPa、种芽−茎秆交接处应变为0.094、种芽−播种部件斜面接触应变为1.049,模型预测结果与实际仿真结果相近,证明了回归模型的可靠性。【结论】本研究结果为揭示木薯种茎碰撞机制及播种装置优化等提供了理论依据。

汽车车身碰撞损伤与修复方法分析

汽车已经成为人们日常生活和生产中必不可少的一部分,但是在汽车使用过程中,车身碰撞损伤是避免不了的情况,如何做好后续的修复方法便成了极为重要作业。本文的主要目的也是分析汽车车身碰撞损伤与修复方法。

参数扰动下基于制动控制的人地碰撞损伤防护风险

为了解首次松开制动时刻(t1)扰动下基于制动控制的人地碰撞损伤防护方法的使用风险,基于一个包括3种速度、4种行人尺寸和2个行人步态的虚拟仿真系统,设计并用MADYMO开展1920次仿真。对比分析后发现:车辆制动控制方法在无参数扰动时能有效降低人地碰撞损伤且不增大车辆所致损伤;t1扰动下,WIC降低、车辆所致HIC15不变、地面所致HIC15降低、落地姿态不变的案例占比分别为86.1%、98.61%、90.16%和90.97%,表明车辆制动控制方法具有很强的抗扰能力;t1越早越可能增大车辆所致损伤,而t1越晚越可能降低头地碰撞损伤防护效果。进一步分析发现,t1扰动下人地碰撞损伤增加的主要原因有人车长时间不分离、人体从车体边缘掉落、落地姿态改变、完全制动组中伤害已经极低等;而保险杠长度、发动机罩盖倾斜角等参数显著影响制动控制方法的抗扰能力,其中保险杠长度越小、发动机罩盖倾斜角越大,制动控制方法的抗扰动能力越强。

船舶碰撞损伤影响因素研究综述

为减少船舶碰撞损伤的影响、增强船舶航行安全性、保护水面环境,船舶碰撞损伤影响因素受到关注。该文从撞击船首、被撞船舷结构以及两船的相对运动状态等3个方面对船舶碰撞损伤主要影响因素进行综述。从优化船首设计、增强船舷结构强度和驾驶船舶应急操作3个角度阐述减少船舶碰撞损伤的对策建议,指出其中存在的不足,并提出下一步船舶碰撞损伤研究展望:协调缓冲船首刚度与变形度、提高船舶耐撞性与增加船体结构质量,及应急操作与舵手能力不足之间的相互关系。

基于汽车碰撞损伤的人体胸部有限元模型构建与验证

目的利用胸部有限元模型预测与评估碰撞载荷下胸部生物力响应与损伤机理。方法利用CT和MRI图像数据对胸部骨骼与内部软组织进行几何重建,并划分网格。模型的生物组织材料参数与材料本构模型基于文献尸体实验与组织材料实验。结果对模型进行前碰撞与侧碰撞仿真实验验证,结果表明胸部接触力、胸部位移量、力与位移曲线与尸体实验吻合较好,并利用胸部位移量、黏性准则对仿真过程进行损伤评估。结论模型可满足汽车碰撞安全中胸部损伤机理与防护及医学胸部钝器损伤的仿真研究需要。

补给作业船舷侧碰撞损伤环境研究

基于横向补给作业中各个阶段可能出现的舷侧碰撞模式所确定的两船碰撞发生时的夹角和补给作业船受撞位置,进行横向补给作业船舷侧碰撞损伤仿真研究。分析了补给作业船的吸能特性和碰撞过程中两船的运动状态,获得了碰撞力、能量吸收和损伤变形的时序结果。该文的研究可对于开展补给作业船舷侧碰撞结构损伤评估、舷侧抗撞结构的优化设计提供指导。

苹果之间碰撞损伤的研究

苹果碰撞后，两个苹果的总损伤体积与吸收能量线性相关；总损伤体积与接触面积之间呈５／２次方的线性关系；恢复系数随碰撞能量以非线性的方式变化，该系数并可作为显著损伤的临界值。

散货船碰撞损伤后的剪切极限强度

船体梁受到碰撞损伤后,必须有足够的剩余强度用以抵抗最大外弯矩,同时还需能够承受最大剪力。在众多类型的船舶中,散货船是一种抗剪能力较差的船型。对于其碰撞损伤后纵向剩余极限弯矩的研究已有较多的文献[2-7],而对于碰撞损伤后的剪切极限强度的研究目前还比较少。针对这一现状,本文的主要目的在于分析讨论散货船受到碰撞损伤后的极限承剪能力;分析结构几何尺寸,碰撞损伤形状以及边界条件等各种因素对碰撞破损船体抗剪能力的影响。为了方便起见,文中也给出了相应的回归经验公式。本文同时还推导了一个船体梁碰撞损伤后的初始屈服剪力计算公式。最后,本文以一艘散货船为例,计算分析其碰撞损伤后的抗剪能力,从中得出一些有益的结论。

缓冲材料降低苹果碰撞损伤的研究

缓冲材料的物理特性与厚度对苹果的碰撞损伤有显著的影响。当缓冲材料的弹性模量较小时，缓冲性能较好，随着缓冲材料弹性模量的增大，碰撞时间与接触面积逐渐减小，最大加速度与损伤体积相应增大。在一定范围内，随着缓冲材料厚度的增加，碰撞时间与接触面积线性增加，最大加速度与损伤体积相应减小。

耦合气囊及制动控制对人地碰撞损伤的防护及效果评估

为评估在人-地碰撞损伤防护中结合控制制动及气囊措施的效果,开展了系列仿真实验。含4种行人模型、2种步态、3种碰撞车速,选择4种车型的车辆,前端安装与车同宽的气囊;完全制动车辆,至人体头部与车体首次接触后,松开制动并引爆气囊;直到满足若干准则后,再完全制动车辆至静止。结果表明:结合制动控制与气囊的方式,简化了控制策略;将人-地碰撞加权伤害费用(WIC)降低91.9%;将行人头部损伤准则(HIC)均值降低87.7%。因而,更优的气囊形状及点火时刻可提升防护效果;但对于某些人-地碰撞损伤的案例,仍需其他解决方案。

超大型浮体结构碰撞损伤研究

基于LS-Dyna数值仿真软件,以双模块超大型浮体结构为研究对象,开展油轮与双模块超大型浮体结构发生碰撞的数值仿真分析。数值仿真中碰撞场景为邮轮撞击模块中部结构,材料模型采用线性强化弹塑性模型,并计入应变速率引起的材料强化,考虑碰撞发生时的接触及摩擦。通过本文的研究,获得了双模块超大型浮体结构变形及损伤规律,讨论了结构的吸能特性和运动规律等,可为超大型浮体结构的耐撞性设计提供参考。

碰撞损伤的简化计算公式及其应用

以刚塑性理论为基础，推导了一种分析船舶碰撞损伤特性的简化公式，用来估算碰撞损伤，利用这个公式，对核动力散货舱的安全性进行了估算，当散货船遭受满载大型球鼻首集装箱船撞击时，被撞船将被卡在球鼻首与船头之间，此时因摩擦力而吸收的能量不能被忽略，针对这种状态，提出了同步进行内部碰撞力学和外部碰撞力学分析的简化计算方法。

基于HyperMesh和LS-DYNA的玉米籽粒碰撞损伤动态过程的有限元分析

为了明确玉米在籽粒收获过程中的碰撞损伤机制,寻求较小损伤的收获方式,利用三维扫描技术逆向建立玉米籽粒的三维实体模型,通过基于Hyper Mesh和LS-DYNA的籽粒碰撞有限元分析,研究在不同含水率(11.78%、17.63%、23.45%、29.31%、34.73%)、不同碰撞速度(4、6、8、10、12 m/s)下籽粒损伤动态过程,量化在不同因素水平下的碰撞过程中接触力、Von Mises应力和变形的变化,以确定在不同含水率下籽粒的损伤临界速度;提取关键的数字和图像结果,利用回归分析和响应曲面分析研究单因子及交互效应对响应值的影响规律;结合非线性多目标优化的计算方法,对碰撞参数进行优化计算,以验证所建立的回归模型的合理性。结果表明:玉米籽粒在碰撞时,应力由较小的接触区域向四周扩散,最大接触力、最大Von Mises应力随含水率的增大而减小,随碰撞速度的增大而增大,最大变形则相反;籽粒在含水率为11.78%、17.63%、23.45%、29.31%、34.73%时的临界损伤速度分别为5.51、6.75、8.15、9.36、10.57 m/s;建立的预测模型具有合理的决定系数,最佳碰撞参数组合为含水率26.99%,碰撞速度5.17 m/s,对应的最大接触力为19.30 N,最大应力为40.64 MPa,最大变形为0.73 mm,与实际仿真试验结果的误差小于8%,证明了回归模型的可靠性。

被撞船速度对油船碰撞损伤发展形态的影响分析

采用了非线性有限元方法,模拟了撞击船的不同航速条件下,在被撞船航速为0~15 kn航速范围内发生碰撞事故,被撞船双壳船体结构碰撞损伤的发展规律与形态特征。并分析了船-船碰撞过程中被撞船速度对双壳船体碰撞损伤发展形态的影响,探索被撞船速度与被撞船内外壳破损时刻、被撞船损伤吸收能量等之间的内在关联。

基于结构性能快速评估的舰船碰撞损伤剩余强度分析

从舰船结构强度分析领域的实际工程需要出发,指出舰船结构性能快速评估的作用与意义,结合多种计算机辅助结构设计软件,探讨基于数值仿真的舰船结构性能快速评估方法,同时搭建初步的快速评估系统框架。舰船结构碰撞损伤实例分析表明,该快速评估系统可以同步快速分析各种碰撞损伤以及对应损伤状态下的结构剩余强度,体现出基于结构性能快速评估技术的数值仿真方法在舰船损伤剩余强度评估领域的优势。

基于摆动冲击试验的青香蕉碰撞损伤敏感性评估

【目的】评估一束适收期青香蕉果穗内梳层节点、节点嵌套的内外排层、果指表面区域和冲击水平对果实碰撞损伤敏感性的影响,为后续生产处理环节中确保果指质量的针对性防护提供参考。【方法】嵌套、单因素和正交试验设计结合单因素及多因素方差分析,确定显著影响果实碰撞损伤敏感性的因素及主次关系。设计和搭建摆动冲击试验台,开展果实的碰撞损伤试验。通过测量碰撞部位的损伤体积和吸收能量,计算果实的碰撞损伤敏感性(单位吸收能量下的损伤体积)。【结果】嵌套试验结果表明:梳层节点对损伤敏感性无显著影响;节点嵌套的排层对其影响极显著;根据多重比较分析结果节点嵌套排层的14个水平可分为4组。单因素试验结果表明:果指表面区域对损伤敏感性的影响极显著,近果顶端>果指中部>近果柄端;损伤敏感性随冲击水平的提高而显著增加。正交试验结果表明:影响果实碰撞损伤敏感性各因素的主次顺序为冲击水平>生长位置>果指表面区域。【结论】一束香蕉梳层节点嵌套的内外排层及果指表面不同区域的碰撞损伤敏感性具有统计意义上的差异。

高桩码头结构船舶碰撞损伤加固研究

长江下游某5万t级高桩梁板码头船舶靠泊时,因操作失误发生碰撞事故,造成码头护轮坎、靠船构件和水平撑等构件混凝土严重破损、开裂和钢筋外露。根据损伤检测结果,码头结构损伤的构件种类多,涉及的修补技术广,修复工序复杂。结合船舶撞击后结构损伤特点和难点,提出包含裂缝灌浆处理、丙乳砂浆修复、外粘型钢及钢板加固、植钢筋及化学螺栓、粘贴碳纤维等综合修复技术方案。工程实施结果表明:加固处理方案技术可行、施工方便、效果良好,有效消除了船损事故产生的不利影响。

人车碰撞事故中人地碰撞损伤防护综述

为降低行人与智能车碰撞给人带来的严重伤害,通过数据挖掘、文献回顾及仿真实验,研究人车碰撞事故中车对人的伤害、人的避难行为、人车碰撞损伤及人地碰撞损伤。发现智能车需关注中低速人车碰撞中人地碰撞损伤的防护;行人具有很强的加减速能力,在行人自动紧急制动系统中考虑行人避撞能力可以显著提升事故避免率;通过控制碰撞后车辆制动可以显著减轻人地碰撞损伤。仿真结果显示:与中凹和中平引擎盖相比,中凸引擎盖产生更多安全的人体落地机制及更低的头地垂直碰撞速度案例,表明中凸引擎盖可更好地防护人地碰撞损伤。后续研究中行人与车辆有效交互、车辆高效制动控制、人体运动学响应预测应是重点关注的科学问题。

低温环境下典型船体结构的反复碰撞损伤

针对极地低温环境中船舶在重复载荷作用下的结构损伤问题,基于EH36钢开展低温及常温环境下船体平板和加筋板的反复加卸载试验及有限元仿真研究。结果表明,仿真与试验结果吻合较好,验证了仿真方法的有效性。根据试验及仿真结果给出了重复载荷作用下构件的损伤变形、接触力、能量吸收等特性规律,并通过低温及常温结果对比发现低温环境下船体结构承载能力增强,研究结果可为极地船舶结构强度初期设计提供参考。