HybirdⅢ假人模型与CHUBM人体生物力学模型的正碰损伤对比

首先,采用HybirdⅢ假人和CHUBM人体模型搭建了50 km/h速度下正面100%刚性壁障虚拟碰撞仿真平台。然后,建立了HybirdⅢ假人座椅在A位置与CHUBM人体座椅分别在A和B位置的整车碰撞有限元模型,并对3种情况下驾驶员的头部、胸部及大腿损伤进行了对比分析。结果显示:座椅A位置的HybirdⅢ假人和座椅B位置的CHUBM人体动态响应具有较好的一致性,不同座椅位置下的CHUBM人体的头部、胸部损伤均比HybirdⅢ假人的高;CHUBM人体在座椅A位置的损伤比B位置的要高,同时肋骨发生了骨折现象。研究结果表明:CHUBM人体模型具有更加真实的人体解剖和仿生逼真度,对汽车约束系统的安全性评价要求更高,可为汽车安全性设计提供相应参考。

混合Ⅲ型50百分位假人头部有限元模型建模与对比研究

针对已公开的HybridⅢ第50百分位假人头部有限元模型过于简陋和网格尺寸过大的问题,建立了5种不同网格尺寸的HybridⅢ50百分位假人头部有限元模型。通过模型有效性验证发现,当网格尺寸大于10mm时由于沙漏能过大而导致模型仿真失效;等于4mm时模型接近于可能仿真失效;小到2mm时模型沙漏能得到了较好的控制且整个头部模型有很好的细节表现。具有该网格尺寸的头部模型较适用于头部接触碰撞的仿真,且可用来建立整体碰撞假人模型。在对头部皮肤与头盖骨之间接触特性的研究中发现,定义了头部皮肤与头盖骨之间的接触使仿真H IC值非常接近于试验值,消除了未定义接触时产生的约20%的误差。

VDM假人模型开发及实车碰撞验证

介绍了VDM Hybrid Ⅲ 50百分位男性假人有限元模型的开发流程和方法及其工程应用案例,结果表明该模型具有合理的力学响应,较高的可靠性和鲁棒性,可以应用于汽车正面碰撞和乘员保护的约束系统集成设计和开发。

FAA混Ⅲ与混Ⅱ型假人动态冲击响应特性分析

旨在比较FAA混Ⅲ与混II型50th分位男性假人在动态冲击下的动力学响应。首先,基于试验数据,对比分析了两种物理假人头部、腰椎及安全带的动力学响应;其次,建立FAA混Ⅲ型多刚体假人动态冲击模型并验证了其建模方法的有效性。最后,基于FAA混Ⅲ型多刚体假人0°冲击模型,分析了安全带角度对假人关键部位X向峰值位移和安全带峰值载荷响应的影响。结果表明:在0°、60°冲击下,除了头部重心加速度外两种物理假人的其他部位的各响应项差异性在9%之内,在航空座椅适航取证时,使用FAA混Ⅲ型假人评估乘员头部损伤情况更为严酷,在这两种适航验证工况下,数值模型总体上可以反映物理假人身体关键部位、安全带和椅盆的响应;在0°冲击下,随着安全带仰角和张角的增大,安全带峰值载荷和假人整体X向峰值位移线性增大。

有限元技术在汽车翻滚问题中的研究

为研究汽车翻滚中乘员的头部损伤情况,建立了某乘用车的平台翻滚试验有限元仿真模型,分别采用Hybrid Ⅲ假人和THUMS模型作为驾驶员,对比两者在有无安全带约束情况下的表现。结果表明:两种驾驶员的头部损伤风险均较高,THUMS模型的反应更接近真实情况;安全带对驾驶员头部有明显保护作用。

正碰下6岁儿童乘员的胸部运动学方程与损伤风险分析

为厘清正面碰撞中6岁儿童乘员胸部损伤机理,基于ECE R129法规,选取某款儿童约束系统(CRS),对比Hybrid Ⅲ 6YO假人模型与THUMS 6YO人体有限元模型在正面碰撞中的运动学响应与损伤指标的差异;用Hybrid Ⅲ 6YO假人模型,建立胸部动力学方程,分析正碰中内外力对胸部加速度的影响;对THUMS 6YO人体有限元模型的肋骨、心脏和肺部的应变进行分析,得出儿童乘员的胸部损伤风险。结果表明:Hybrid Ⅲ 6YO假人模型所受到的颈部力与安全的肩带力对胸部加速度的影响较大。THUMS 6YO人体有限元模型的胸部质心合成加速度52.1g,Hybrid Ⅲ 6YO假人模型的加速度38.8g,两者均低于法规规定的参考数值。