列车碰撞安全试验用假人的研究

针对列车碰撞场景与汽车碰撞场景中乘员损伤情况的不同,文章在传统的汽车正面碰撞试验假人(HybridⅢ-50th假人)基础上,参考人体乘员约束测试装置(THOR)假人结构,研制了可调角度的腰椎和立姿臀部模块;并重点研究了上腹部和下腹部生物力学响应特性,制作出可坐可站的列车碰撞安全试验用假人(H3-RS假人),使其既具备HybridⅢ-50th假人生物力学特性,又增加了上腹部和下腹部生物力学特性,更加符合列车碰撞安全试验需求;最后通过台车试验进行了初步验证,结果表明H3-RS假人在结构、功能和强度上基本满足试验需求。

基于暖体假人的套装局部热阻及预测模型研究

对多名成年男女全年各季节着装行为进行了现场调研,得到了我国成年男女全年各季节典型着装搭配情况。在实验室条件下利用暖体假人模型进行了各季节典型着装搭配下的套装热阻测试,得到了34组成套服装的整体与局部热阻值,建立了全年各季节典型套装的局部服装热阻数据库。在此基础上分析了套装局部与整体热阻值的关系,获得了基于套装整体热阻值的局部热阻预测模型。

评价文胸防震功能的运动假人关键技术研究

为了研制一款可进行文胸防震功能评价的运动假人,以避免测试过程中因真人个体差异造成的影响,从仿真模型和动力系统两方面进行关键技术研究。首先总结乳房形态和力学参数,其次综述仿真模型制备方法,然后分析躯干运动轨迹计算方法及动力系统设计方法,最后提出一套仿真模型和动力系统的设计方案。其中,仿真模型由内部支撑、外部包覆材料及仿真乳房组成,乳房用特殊配比的硅胶灌注;动力系统由运动平台、电动机和凸轮组成,根据躯干竖直方向运动轨迹参数方程设计凸轮轮廓。未来可探究仿真乳房的不同硅胶配比、计算躯干三维运动轨迹参数方程,并研发模拟快速运动的动力系统。

碰撞测试假人在儿童生活领域的应用

针对市面上广泛存在的儿童生活领域消费品安全稳定性问题,将目前成熟的人体假人技术应用于安全稳定性分析,借助L S-Dyna与HyperMesh有限元软件,选择碰撞测试P系列假人,搭建假人与消费品的虚拟场景,进行过程模拟与稳定性分析。从仿真动画与数据可知,仿真结果与试验数据保持一致,证明碰撞测试假人应用于消费品稳定性分析的可信性。此外,对儿童攀爬柜类家具的物理模型进行公式推导与静力平衡分析,得出重心与倾覆力矩,对比仿真分析,验证了碰撞测试假人应用于消费品安全稳定性分析的可信性。

不同假人动态试验安全带力值对比

安全带零部件强度满足动态试验不失效是研究安全带约束性能的重要前提。在车型设计初期应注意不同假人和不同配置下强度设计值需求,以满足动态试验要求。而在使用第95百分位男性假人和紧急锁止卷收器配置时,对安全带强度要求更加严格。文章针对GB14166-2013刚性座椅动态试验进行仿真分析,采用不同百分位假人以及不同卷收器配置仿真计算,进行安全带力值对比,为安全带零件强度设计提供参考。

基于自适应自编码器假人力学响应降维和重构方法

为了解决碰撞假人力学响应曲线的降维和重构问题,基于标准自编码器原理和假人力学响应曲线特征,添加限制条件,构建了自适应自编码器方法;选取假人的头部重心合成加速度曲线数据,经过数据清洗和取样后,作为样本数据;计算标准自编码器和自适应自编码器的互相关系数和重构均方误差,对比验证该自编码器的线性和非线性降维和重构能力。结果表明:该自编码器对假人力学响应数据的线性的升维重构误差为2.6%;对非线性的升维重构误差为2.4%;低维数据的协方差值接近于0。因此,本文所提方法可对假人力学响应数据实施线性和非线性降维,并可实现升维重构,且降维得到的低维数据具有强独立性。

侧面柱碰撞工况下Farside气囊对主驾WorldSID 50th假人损伤研究

在2023版Euro NCAP侧面柱碰撞试验中主驾和副驾均放置WorldSID 50th假人,为了研究Farside气囊对该工况下主驾假人的保护效果,选取某款车型分别在两种工况下进行实车碰撞试验,对驾驶员假人头部加速度、颈部力、右侧肩部力、右侧股骨力、右侧骶髂力等进行对比分析。

碰撞假人载荷传感器自检方法研究

碰撞用假人分为正面、侧面、后面以及男性、女性、儿童碰撞假人,涉及的力和力矩传感器达数十种。通过精密夹具,设计开发能够实现精确力和力矩加载并进行数据采集的试验台,编制相关自检规程,讨论不确定度影响因素,实现碰撞假人各种载荷传感器的自检。随时在本实验室即可进行碰撞假人各种传感器自检工作,不光每年节省大量的传感器检定费用,同时提高假人和传感器使用效率,提高试验数据准确性,从而提升客户满意度。

汽车碰撞测试假人的计量检测研究

汽车碰撞测试假人是评估汽车安全性能的关键工具,为了确保这些假人的准确性和可重复性,需要对其进行计量检测。本文首先对汽车碰撞测试假人的种类和用途进行了介绍,总结了目前国内外在汽车碰撞测试假人计量检测方面的研究成果。接着,重点分析了汽车碰撞测试假人计量检测中存在的问题和挑战,针对这些问题提出了一系列解决方案。最后,总结了现有的研究成果,提出了进一步的研究方向,致力于开发更为精确的计量检测方法和设备,提高假人模型的准确性和可重复性,为汽车安全性能的评估提供更加可靠的技术支持。

WorldSID 50^(th)假人手臂动态冲击特性的试验研究

为了探究WorldSID 50^(th)假人手臂的动态冲击特性,基于假人手臂在整车碰撞试验中的动态冲击响应曲线,搭建了假人手臂部件的动态冲击试验装置,并进行了多次的动态冲击试验,得到了手臂关节调整力值及手臂皮肤邵氏硬度值对手臂力学特性的影响规律。研究结果表明,在同样的冲击条件下,手臂关节调整力值与手臂沿y轴旋转的最大角度值拟合后呈负相关线性关系,与手臂沿y轴旋转的肩部力Fz峰值呈正相关的线性关系;假人手臂皮肤硬度值与手臂沿x轴弯曲的肩部力Fy峰值拟合后呈正相关的线性关系,与手臂沿x轴弯曲的最大角度值呈负相关的线性关系。

基于柱碰工况的假人胸压优化策略

根据2022年中汽测评发布的成绩,柱碰假人整体胸部得分率较低。为了解决柱碰假人胸压超标问题,文章基于某车型侧面柱碰开发过程进行了研究,采用仿真分析与Narrow-gap试验、滑车试验结合的方法进行了侧气囊(SAB)的包型优化,并通过整车试验进行了优化策略验证。文章研究表明,SAB包型与假人抬手臂姿态、胸部伤害密切相关,通过调整SAB肩部区域设计高度可以有效的改善假人抬手臂姿态、降低胸部伤害,文章结果可以为柱碰被动安全开发提供新的开发思路。

实车侧面柱碰撞Q3假人的损伤研究

针对目前国内标准缺乏对Q3假人在实车侧面柱碰撞工况下的测试和评价,开展了9个实车侧面柱碰撞试验,将Q3假人放置在驾驶员后排座椅。结果显示,头部3ms累积合成加速度只有1次试验没有扣分,有2次超出低性能值;HIC15有4次出现扣分,1次超出低性能值;胸部3ms累积合成加速度只有1次小于低性能值;骨盆合成加速度峰值大。颈部的受伤风险小。Q3假人的头部、胸部和腹部有较大受伤的风险,应纳入评价指标。

《假人》中的科幻坎普美学

苏珊·桑塔格的第一部短篇小说《假人》受到科幻新浪潮的影响,采用了软科幻的形式,并融合了蓄势待发的坎普感受力,体现出独特的科幻坎普美学特征。第一个特征是体验的戏剧化,叙述者从平庸的生活中抽离而出,以全知视角观察自己的替身假人履行本应由自己完成的各种日常事务,达到了在现实世界中无法实现的自省效果。第二个特征是失败的严肃性,既表现于人类的彻底自弃,也表现于人类面对机器人的觉醒而无法掌控事态的发展。《假人》的科幻坎普美学最终指向的是当代人类关注的问题,为拓展自我而追求超越。

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Thor-AV假人有限元模型的不同坐姿乘员损伤分析

为研究不同坐姿下乘员正面碰撞损伤趋势,基于某车型构建了Thor-AV假人与车辆碰撞仿真模型,对3组不同坐姿(座垫角度25°,座椅靠背角度42°、52°、62°)乘员假人开展中国新车评价规程(C-NCAP)正面100%重叠刚性壁障碰撞仿真。结果表明:座椅靠背角度越大,头部伤害风险越大;颈部剪切力及轴向拉力随靠背角度增大而逐步增大;乘员锁骨在碰撞过程中存在较大的骨折风险;胸椎T12的轴向压缩力对乘员安全产生较大威胁,在座椅靠背角度为62°时最大压缩力达到11.6kN;该车型在大角度靠背座椅状态下,约束系统不能有效保护乘员。

冷环境下基于暖体假人的帐篷内部热舒适性研究

为了解冷环境下帐篷内部温度变化规律和人员服装需求热阻(IREQ)及身体区域失温风险,以国标救灾帐篷和非标防疫棉帐篷为对象,利用暖体假人开展-10~10℃环境下试验,探究不同类型帐篷的保温性能,并利用经验公式评价人员在帐篷内热舒适性,根据服装热阻对人与环境换热过程的影响,分析暖体假人各部位温度变化情况及加热服对身体区域的改善效果。研究结果表明:国标救灾帐篷比非标防疫棉帐篷保温性能好,且温度越低两者相差越大;人在帐篷内部的热舒适性随温度降低而降低,其中,地板温度对人体局部不满意率影响较大;当服装热阻低于需求热阻时,暖体假人左前臂和右小腿温度下降幅度最大,分别为4.7和5.3℃,当打开加热服加热,服装覆盖区域温度明显上升;当环境温度降到-10℃,即使打开45℃加热档位暖体假人各区域温度仍出现明显下降,其中暖体假人左前臂下降5.3℃,右前臂下降6.5℃左右。

水平负向加速度对不同座椅靠背角假人模型颈部损伤的差异

目的 基于假人模型,研究水平负向加速度(-G_(x))作用下不同靠背角与颈部损伤的关系。方法 将假人模型面朝轨道方向,固定在加速度平台底座上,设置靠背角为17°、22°、30°3个实验组,每个实验组按照相同的加速度曲线分别进行10次重复试验,比较相同-G_(x)条件下颈椎上、下部加速度差异,通过曲线拟合计算并比较颈部损伤指数(neck injury criteria,NIC)。结果 颈椎上、下部在前后向、垂直向的加速度变化曲线形态一致,存在峰值差异;在前后向(X轴),靠背角22°实验组的加速度峰值稍高于17°、30°靠背角实验组的加速度峰值;在垂直向(Z轴),靠背角22°实验组的加速度峰值低于17°、30°靠背角实验组的加速度峰值;在前后向及垂直向,靠背角22°实验组测得的NIC_(max)较小,靠背角30°实验组测得的NIC_(max)次之,靠背角17°实验组测得的NIC_(max)较大。结论 靠背角度与颈部损伤之间呈非线性关系。本实验中在-G_(x)作用下,靠背角为22°时假人模型的颈部损伤较小。

Euro NCAP与C-NCAP侧面碰撞工况下WorldSID 50th假人损伤研究

在2020版Euro NCAP和2021版C-NCAP侧面碰撞标准中,驾驶员位置均放置WorldSID 50th型侧碰撞假人,为研究WorldSID 50th假人在2种工况下的响应特性,选取某款车型分别在2种工况下进行实车碰撞试验,对驾驶员假人头部加速度、胸部肋骨位移、腹部肋骨位移和耻骨力等进行对比分析,结合假人损伤百分比,研究2种标准的实质性差异,为该类车型的碰撞安全性能改进提供一些参考依据。结果表明,除了胸部上肋骨和耻骨外,Euro NCAP侧碰工况损伤情况均大于C-NCAP侧碰工况,胸部下肋骨损伤百分比最大。

面向儿童约束系统的多点侵入侧碰方法及假人损伤

提出了一种面向儿童约束系统(CRS)的多点侵入台车侧面碰撞测试方法,以复现实车碰撞中车门不同部位的侵入情况。该方法与实车试验进行了对标验证。利用此测试方法进行多次台车侧碰试验,以研究儿童的头部损伤与儿童约束系统的安装方式、安装方向、以及不同大小的儿童假人的关系。结果表明:ISOFIX+支撑腿方式下的假人头部损伤低于ISOFIX+上拉带方式,这2种安装方式的头部性能指标和头部合成加速度的差异分别为25.8%和12.4%;后向安装比正向更有利于儿童头部的保护,2种安装方向的头部性能指标和头部合成加速度差异分别为47.8%和15.9%;头部损伤与假人的大小呈现负相关,假人越大,头部损伤减小。

基于2021版C-NCAP的Q3假人伤害研究

通过对47个试验中Q3假人的伤害数据进行统计,对比分析引入Q3假人前后正面全宽碰撞工况的得分率情况,重点分析Q3假人各部位得分,统计结果表明引入Q3假人后2021版正面全宽碰撞工况假人得分率低于2018版假人得分率,Q3假人头、颈部相对于胸部更易失分,主要由于碰撞过程中Q3假人胸部受儿童座椅Harness约束,头、颈部由于惯性继续运动而产生的“甩动”效应而失分。研究发现,车辆OLC值对假人伤害影响较大。