货车-两轮车前碰撞事故中骑行者运动学响应及损伤分析

为探究货车-两轮车前部碰撞事故中参与双方速度对骑行者运动学响应与损伤的影响,基于MADYMO软件开展事故重建并进行了分析。建立了货车和两轮车的多体碰撞模型,对一起货车前部碰撞两轮车事故进行了事故重建;使用验证后的模型进行了25组不同速度下的全因子仿真试验;分析了不同碰撞速度和骑行速度对骑行者运动学响应和损伤的影响。研究结果表明,骑行者身体旋转幅度会随着两轮车及货车车速的升高而增加;当货车速度超过20 km/h时,骑行者头部损伤指标(Head Injury Criterion,HIC)与胸部3 ms加速度将超过阈值;而当货车速度超过25 km/h时,骑行者下肢接触力也超过阈值;货车速度处于30~40 km/h时,相同货车速度下,骑行者头部HIC值出现随着两轮车速度的增加而升高的趋势,而胸部加速度出现相反的趋势。

轮椅与乘用车碰撞中轮椅乘员的运动学响应及损伤风险分析

为降低使用轮椅出行的乘员在交通事故中的损伤风险,基于真实手动轮椅几何尺寸建立轮椅有限元模型,根据国家标准GB/T 18029—2009验证轮椅模型有效性,仿真分析轮椅乘员在紧凑型轿车和SUV 2种车型下,碰撞速度分别为20、40、60 km·h-1的运动学响应和损伤参数。结果表明:在所有碰撞过程中,轮椅乘员头部碰撞点均位于发动机罩盖区域;车辆碰撞速度是影响轮椅乘员运动学响应和损伤严重度的主要因素;碰撞时汽车碰撞速度越高,轮椅乘员头部与汽车发动机罩盖撞击点越靠后;车型对轮椅乘员运动学响应显著相关,在SUV碰撞工况下,轮椅乘员胸腹部碰撞点比轿车更高,绕转半径更小,头部碰撞点更接近发动机罩盖前缘,下肢更接近保险杠;轿车更易导致轮椅乘员颅骨骨折,而SUV造成的脑损伤风险更大;相比于轿车,SUV造成的胸部损伤更为严重;所有工况下轮椅乘员肝脏、脾脏等腹部内脏器官的损伤风险均超过其损伤阈值。

基于视频信息的汽车碰撞事故中骑车人运动学响应分析

为了能够清楚地理解二轮车交通事故特征及运动学响应,基于二轮车交通事故视频信息对骑车人在碰撞前后的运动学响应进行分析。从互联网上收集200例二轮车事故视频,对二轮车事故情形、骑车人应急姿态、运动学轨迹和骑车人与地面的碰撞特征进行统计。结果表明,60%的事故车辆是轿车,85%的事故发生位置是在十字路口,80%的事故车辆正在直行,有53%的骑车人在碰撞前有应急姿态;骑车人与地面的二次碰撞中,下肢和头部先着地的概率较大,骑车人的落地姿态对身体部位落地顺序有很大影响。该研究结果对有针对性制定安全对策,降低事故数量和减少二轮车骑车人损伤有重要作用。

车—摩托车碰撞中骑乘人员运动学响应的差异

为研究摩托车事故中骑车人和后座乘员运动学响应的差异,设计294组仿真试验,对仿真结果进行统计分析。基于PC-Crash软件,选择3类汽车(轿车、运动型多功能车(SUV)和微型厢式车)、7种汽车速度、2种摩托车速度及7种不同角度和方向的碰撞形态作为试验变量。结果表明:对84%的碰撞形态和75%汽车车型,摩托车骑、乘人员的抛距、头部碰撞时间、头部相对碰撞速度和头部碰撞角度具有显著性差异,同时,在12%碰撞形态下,骑、乘人员两者具有极显著性差异;在不同碰撞车速下,骑车人的平均抛距、头部相对碰撞速度和头部碰撞角度均高于后座乘员,后座乘员的平均头部碰撞时间较骑车人更长。该结果可为摩托车驾乘关系判定、骑乘人员损伤防护等提供支持。

保险杠刚度特性对行人头部及下肢的损伤影响

用(美国)高速公路安全管理局(NHTSA)的某车辆有限元(FE)数字模型,研究了车辆保险杠刚度特性对行人头部及下肢损伤的影响。获取了20~60 km/h碰撞速度下的保险杠刚度特性曲线。用多刚体仿真方法,研究了刚度为0~1.27 MN/m的保险杠对行人头部和下肢损伤的影响。结果表明:保险杠刚度对行人的整体运动学响应几乎没有影响,但对行人头部及下肢损伤有影响,且对下肢损伤的影响尤为显著。轿车在20 km/h与60 km/h所对应的保险杠接触力—形变曲线的刚度下,对行人头部的最大接触力分别为4.28 kN和4.26 kN,与行人小腿的最大接触力分别为3.94 kN和9.36 kN。因而行人下肢损伤风险随着保险杠刚度的增加而升高。

人车碰撞中行人损伤影响因素研究

为降低行人在碰撞过程中的损伤程度,探讨碰撞中的多元因素对人体损伤程度的影响机制,搭建人车碰撞仿真平台,建立人车碰撞数学模型,利用真实事故案例现场数据,验证模型的有效性。借助该仿真平台,计算在不同多元关联因素影响后的行人的运动学响应及损伤程度。研究表明:二次碰撞中行人头部损伤是导致行人死亡的主要原因;保险杠高度越接近胫骨高度,胫骨加速度和膝关节的弯曲角度越大;减小保险杠倾角能降低行人腿部损伤风险。

基于NAIS数据库中电动两轮车-车事故特征分析

为研究十字路口电动自行车—车碰撞事故的碰撞特征,选取中国国家车辆事故深度调查体系(NAIS)数据库中200例包含视频及交警资料的十字路口电动自行车—车碰撞事故案例,分析了碰撞机动车车型、电动自行车—车碰撞危险场景、碰撞前电动自行车—车相对位置、骑车人在碰撞中易受伤部位等。利用计算机仿真软件对真实事故案例进行重建,从而获得骑车人的6类运动学轨迹及人体运动学响应。基于真实案例碰撞信息可提高电动自行车—车碰撞事故特征分析的准确性,为道路交通管理决策提供可靠性依据。