Hybrid Ⅲ-50th-RS假人上腹部冲击试验探究

列车碰撞事故中,人体腹部是一个比较容易受到严重损伤的部位之一,为开发设计出适用于列车碰撞试验所用假人——Hybrid Ⅲ-50th-RS假人的腹部,开展针对假人上腹部的冲击试验探究。Hybrid Ⅲ-50th-RS假人上腹部的研究主要是参考THOR-NT假人上腹部冲击试验标准,结合国外Hybrid Ⅲ-50th-RS上腹部标定方法进行的试验探索。利用假人生产制作的常用材料,研究假人上腹部多层泡沫材料的组合方案、假人坐姿、压力分配板与腹袋是否连接、是否穿胸部皮肤以及假人上腹部的结构等对假人上腹部标定的影响及其响应特性。通过对试验数据进行分析,总结Hybrid Ⅲ-50th-RS假人上腹部冲击标定的影响因素及试验规律。根据所参考的THOR-NT假人上腹部冲击试验生物力学响应标准,确定符合试验要求的Hybrid Ⅲ-50th-RS假人上腹部的材料组合及其结构方案。研究结果表明:进行Hybrid Ⅲ-50th-RS假人上腹部冲击试验时,假人配有胸部皮肤,保持上腹部水平,压力分配板与腹袋保持连接更符合试验要求。采用后层2块丁晴橡胶板+中层三元乙丙泡沫+前层聚氨酯泡沫的“四层式”腹部结构和“前软中软”的材料搭配方案,具有较好的生物力学响应特性,适合用做列车碰撞试验假人上腹部。

Hybrid Ⅲ 50th颈部模型低速后碰撞响应的仿真分析

为了明确Hybrid Ⅲ 50th假人颈部的低速后碰撞动力学响应特性,提出了提高其生物逼真度的方法和途径。针对头颈部低速后碰撞条件下的动力学响应,比较分析了Hybrid Ⅲ和HBM-neck模型。建立了Hybrid Ⅲ头颈部模型,并通过标定试验进行了验证。结合基于解剖学结构的HBM-neck模型,在国外志愿者进行的低速后碰撞试验条件下,对比了HybridⅢ和HBM-neck颈部模型。结果表明,HybridⅢ假人的颈部模型刚度高于HBM-neck颈部模型,合理调整HybridⅢ颈部模型的材料特性和关节位置可以获得类似人体颈部的响应特性。

HybridⅢ-50th假人颈部标定试验的影响因素研究

假人标定试验的目的是检验其是否满足性能要求,直接决定了汽车碰撞试验结果的准确性。为提高假人颈部标定试验的效率,文章从摆锤的撞击速度、蜂窝铝的数量2个方面入手,采用控制变量法设计了7组HybridⅢ-50th假人颈部标定试验,分析其对颈部标定结果的影响。结果表明:摆锤的撞击速度对D平面的最大转角和枕骨处最大力矩影响显著;蜂窝铝的数量对枕骨处的最大力矩影响显著;二者皆对摆锤的减速度有一定影响。

Hybrid Ⅲ 50th假人胸部标定试验的校准方法

本文依据标准要求,对Hybrid Ⅲ 50th假人胸部结构的标定试验进行研究,确定对试验结果影响的因素,探讨其不确定度的评价方式。

基于机器视觉的正碰假人胸部的研究

在汽车被动安全领域,对于驾驶员正碰撞击中胸部的研究具有重要的意义。本文基于机器视觉的方法,通过HybridⅢ50th汽车碰撞实体假人,构建假人胸部模型。利用遗传算法进行参数优化,优化后标定试验的所有指标均符合法规要求,仿真结果与试验测试结果相符,误差小于5%。随后将含有胸部模型的有限元假人模型放入整车系统进行正碰仿真分析,结果表明:胸部伤害得分值为80%,与试验测试结果相比,仿真结果误差不超过10%。实验结果表明该模型有较好的仿真度,可用于汽车碰撞安全性能的研究。

六点式安全带防护效率试验研究

利用HybridⅢ50th假人佩戴六点式安全带进行了前碰撞试验,并对比分析了三点式安全带约束下的头部和胸部损伤值。在试验基础上,又进行了HybridⅢ50th假人仿真对比分析。结果表明,六点式安全带较三点式安全带头部和胸部损伤值明显降低,尤其是胸部压缩值。分析指出,进一步优化安全带的强度和材料参数可以获得更好的保护效果。

安全带非正常佩戴位置对假人胸部压缩变形量的影响

假人胸部压缩位移量是中国新车评价规程(C-NCAP)评价汽车被动安全性能的一个指标。为研究安全带佩戴位置对胸部位移量的影响,本文以冲击速度为3.0 m·s-1,对于HybridⅢ50百分位假人胸部,进行了摆锤标定试验。以正常胸部冲击位置为0点,沿Z轴向上每隔20 mm选取一个冲击位置点。在正常的与非正常的安全带佩戴位置,对某车型进行了2次对比试验,分析两者的胸位移曲线。结果表明:当偏离位置小于从正常胸部冲击的0点向上60 mm时,胸位移基本为线性下降。正确的安全带佩戴位置是:安全带上边缘不得超过假人上衣调整螺栓孔。作者建议:新版C-NCAP能增加安全带佩带范围的要求,以使假人胸部压缩位移量的评价更接近真实。