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。

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。

温度变化对HⅢ-50%假人胸部位移的影响

为了研究温度对HⅢ-50%胸部位移的影响,在不同温度下,分别进行了2组假人胸部标定及实车碰撞对比试验。试验结果显示,假人在环境温度下存储较长时间(5 h)后,胸腔温度才和肋骨的真实温度接近。温度变化可以改变假人胸部刚度,导致胸部位移的变化。假人胸部刚度自身存在差异,温度对每个假人胸部位移变化量的影响也不同,每变化1℃对胸部位移产生的影响在1.15 mm左右。胸部刚度的稳定性导致胸部位移产生的偏差占50%左右。因此,在碰撞试验中,应该全流程严格控制环境温度以满足法规要求。假人胸部位移数据产生偏差时,应考虑假人胸部刚度稳定性和温度两个因素。

基于假人标定试验的Hybrid Ⅲ 50^th假人重复性及再现性研究

本文对Hybrid Ⅲ 50^th假人的标定结果的重复性及再现性分析。根据假人标定试验程序,选取三个Hybrid Ⅲ 50^th假人分别进行三次标定试验,根据标定试验获得的响应数据数据进行分析,对Hybrid Ⅲ 50^th假人的重复性和再现性进行分析。以标定试验获得的响应数据作分析的基础,确定分析方法,以数据的幅值和响应时间为关键分析点,计算标准差和变异系数CV(%)的方法,评估了Hybrid Ⅲ 50^th假人在高性能测试试验中的重复性和再现性,结果表明Hybrid Ⅲ 50^th假人重复性和再现性较好。

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。

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。

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。