鞭打试验中BioRID Ⅱ与THUMS模型颈部损伤对比

为设计出可保护乘员颈部安全的座椅,在鞭打试验中,对BioRID Ⅱ和THUMS两种不同乘员模型,研究了颈部损伤情况。根据2015版中国新车评价规程(C-NCAP)中鞭打试验评价规程和评分原则,建立了座椅鞭打试验有限元仿真模型;对这两种模型动态响应和人体颈部损伤状态。结果表明:THUMS模型有较高的生物仿真度,其颈部伤害指数(NIC)、颈部剪切力、颈部扭矩以及上颈部拉力均大于BioRID Ⅱ模型。该结果可为提高和完善BioRID Ⅱ模型的生物仿真度提供参考。

增加座椅靠背转动角度对BioRID Ⅱ假人伤害值的影响研究

为了研究座椅靠背转动对BioRIDⅡ假人伤害值的影响,在座椅靠背和坐垫骨架连接金属板上方开一个槽,增加座椅靠背下旋转角度,并对增加座椅靠背转动角度前后进行了对比试验。结果表明:在相同的试验条件下,增加座椅靠背转动角度可以降低假人头部加速度、T1加速度,降低上颈部力传感器的及下颈部力传感器曲线峰值;增加座椅靠背的转动对鞭打试验结果评价的影响最大的是下颈部F、头部加速度和T1加速度;下颈部F峰值降低对假人整体得分贡献最大达到了54.0%,头部和T1加速度峰值降低对假人整体得分提升贡献了37.8%。

BioRID Ⅱ假人颈部动态标定方法研究

汽车后面碰撞对乘员的颈部尤其是软组织会造成严重的损伤,在汽车座椅设计研究领域里,BioRID Ⅱ假人是研究试验的重要测试工具,其主要作用是评估汽车座椅头枕在后碰过程中防止头部和颈部过度运动的有效性。而BioRID Ⅱ假人的颈部动态标定是保证试验数据准确性的一个重要环节,但在标定过程中一些指标不容易通过。本文通过分析影响标定结果的因素,借助高速运动图像采集来直观分析,结合标定试验曲线进行验证这些因素的影响程度。最后得出结论,前期静态标定、颈部前后缓冲块和旋转阻尼器的调整对假人颈部动态标定的影响程度较大,上颈部松紧螺丝的调节影响较小。在颈部动态标定过程中,先保证静态标定的准确性,再优先考虑调节假人旋转阻尼器或者替换颈部缓冲块。

鞭打试验中假人差异对试验评价的影响

为了研究BioRID Ⅱ假人的不同使用周期对鞭打试验评价结果的影响,将2个使用周期不同的假人分别按H点x向坐标在基准位置基础上置前5 mm和置后5 mm定位,进行了4次鞭打试验,并对假人颈部结构及标定要求进行了探讨。结果表明,在鞭打试验中,BioRID Ⅱ假人之间的使用周期差异对颈部伤害指数(NIC)和下颈部轴向力影响明显,试验评价分差0.5分以上,当前假人颈部弯矩调节方式的合理性有待商榷,假人的标定方法和标定维度需要探讨。

基于LS-DYNA的某座椅鞭打性能分析和优化

根据C-NCAP(2015版)鞭打试验评价规程和评分原则,利用BioRID II假人模型研究某座椅鞭打试验对于驾驶员颈部的伤害。利用动态非线性显式有限元方法,以动力学分析软件LS-Dyna为求解器,按照C-NCAP鞭打试验的要求建立有限元模型,实现鞭打试验的仿真和优化。研究结果表明:更改头枕杆的结构,使头部与头枕的间距和高度缩小,可以显著减小鞭打试验中颈部的损伤程度,从而实现座椅的有效优化。

汽车低速追尾碰撞中人体颈部伤害及保护系统研究

在MADYMO软件中使用BioRID II后碰撞假人建立追尾碰撞模型,分析了头枕位置和倾角参数对汽车发生追尾碰撞时头颈部动力学的影响,并使用颈部损伤准则值NIC和Nkm来评估颈部损伤的风险。仿真结果表明这些因素对颈部的动力学响应有着重要影响,高而且靠近头部,并且有适当增大倾角的头枕,有助于减小颈部的损伤。

基于Thums人体模型追尾碰撞乘员损伤研究

鞭打试验所采用的BioRID-2假人有其自身局限性,它不能直观地反映乘员韧带、脊椎和内脏等组织的伤害情况.从某座椅的鞭打试验入手,验证了该座椅有限元模型的准确性,并通过Thums人体模型与BioRID-2假人在试验过程中的姿态和部分输出曲线对比,证明了其可靠性,并对Thums人体模型可能出现损伤的身体部位进行了伤害研究.结果表明,该座椅在鞭打试验中除颈部受伤以外,腰椎盘纤维环及下腹部位置的内脏也会有所损伤.利用与医学伤害标准比对的方法来验证了Thums人体模型的可靠性,并指出低速追尾碰撞存在的潜在伤害.

追尾碰撞中颈部挥鞭伤害试验的重复性

采用ORM(Objective rating method)方法,对搭载有BioRID假人的后碰台车试验进行了重复性研究,分别对台车试验的打出波形、BioRID假人伤害指标、信号峰值、峰值发生时刻、以及信号脉冲的形状进行了重复性分析。结果表明,采用BioRID假人进行后碰台车试验具有很高的重复性。

基于深度学习的座椅抗挥鞭伤性能预测

在传统仿真的基础上,结合深度学习,提出了一种快速预测座椅鞭打性能的方法。首先对上汽大众某车型座椅进行了一系列材料级、零部件级、分总成级和整椅级的静态与动态物理实验,其次利用实验结果对已有的仿真模型进行了标定,标定结果验证了仿真模型的有效性。然后,利用全因子法对所有影响座椅鞭打性能的因素进行了仿真。基于仿真结果,利用深度学习方法建立了长短记忆(LSTM)神经网络模型,对假人的挥鞭伤害响应进行快速预测。结果表明:基于LSTM的神经网络模型预测的假人响应曲线能与仿真得到的曲线较好地吻合,故可用于后续的座椅鞭打性能优化。

鞭打假人颈部标定中OC转角影响因素的研究

BioRIDⅡ假人是考察汽车座椅鞭打试验的重要测试设备,为保证假人具有良好可信的动态响应,需要定期进行标定。对假人颈部标定的关键评价指标颈部绕OC转角的影响因子进行重点分析,对摆锤速度、钢丝绳张紧程度、阻尼大小、相邻标定试验时间间隔等影响因素展开研究。结果表明:阻尼的大小和钢丝绳张紧程度对OC转角的影响最大,其次是摆锤速度和时间间隔。

挥鞭伤性能验证噪声分析

随着C-NCAP在国内的实施,座椅设计方案防挥鞭伤性能的验证方法研究变得越来越重要。为了达到客户的性能要求,座椅供应商开展了大量仿真分析和台车物理试验,用于验证产品的实际性能。仿真分析比较准确地预估座椅防挥鞭伤性能,但是防挥鞭伤性能有众多影响因子,且试验过程存在众多噪声干扰试验结果。研究常见噪声可能对结果产生的影响,可以帮助工程设计人员准确定义设计目标。依次分析三大类噪声因子,通过实际开发项目中积累的研究数据,帮助工程设计人员正确认识噪声因素。