本文選題：碰撞相容 + 交通事故統(tǒng)計�。� 參考：《清華大學》2015年碩士論文

【摘要】：現(xiàn)實道路事故中發(fā)生碰撞的兩車質(zhì)量、類型和前端結(jié)構(gòu)的幾何外形等參數(shù)存在著較大差異。同時,其碰撞速度、角度以及區(qū)域等工況參數(shù)也不盡相同�；诮煌ㄊ鹿蕯�(shù)據(jù),進行車輛和碰撞工況對乘員損傷風險的影響分析十分必要。人體有限元模型根據(jù)真實的人體結(jié)構(gòu)所開發(fā),具備詳細的人體器官、骨骼以及肌肉結(jié)構(gòu)特征,能夠真實地展現(xiàn)出人體在碰撞過程中的損傷機理和損傷形式。利用人體有限元模型開展乘員的損傷分析和約束系統(tǒng)開發(fā)已成為汽車被動安全領(lǐng)域的一個趨勢。本文首先在NASS-CDS數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上,分別研究了在不同碰撞工況下轎車與轎車、轎車與LTV兩種車型之間的駕駛員受到嚴重損傷的風險值。建立了轎車與LTV碰撞結(jié)構(gòu)有限元模型,通過子模型方法將兩車碰撞邊界節(jié)點信息輸入到包含THUMS人體模型的轎車乘員艙子模型,實現(xiàn)了人體損傷的準確高效模擬。選取碰撞區(qū)域作為研究對象,詳細分析了全寬碰撞區(qū)域、左側(cè)2/3碰撞區(qū)域以及左側(cè)1/3碰撞區(qū)域下的THUMS人體模型頭部、胸部以及下肢的損傷情況。交通事故統(tǒng)計表明,質(zhì)量比是影響雙車碰撞中轎車乘員受到嚴重損傷風險的重要因素。相比于斜向碰撞(11點鐘和1點鐘方向),純正向(12點鐘方向)雙車碰撞中駕駛員受到的嚴重損傷風險最高。在轎車與轎車碰撞中,隨著車輛碰撞區(qū)域的減小,輕車駕駛員相對于重車駕駛員受到的嚴重損傷風險逐漸減小。而在轎車與LTV碰撞中,不同碰撞區(qū)域下轎車駕駛員受到的嚴重損傷風險都大于LTV駕駛員。人體模型損傷分析表明,隨著碰撞區(qū)域的減小,頭部合成加速度的峰值隨之減小。顱腦在這三種碰撞工況下的最大主應(yīng)變主要處于10%以下。胸部最大壓縮量出現(xiàn)在胸部中間部位的右側(cè),且隨著碰撞區(qū)域的減小而降低。而胸部骨骼的Von Mises應(yīng)力峰值達到100 MPa以上。乘員下肢股骨軸向力遠小于10 k N的限力水平。隨著碰撞區(qū)域的減小,左側(cè)股骨的軸向力有增大的趨勢,而右側(cè)股骨的軸向力則有減小的趨勢。左小腿脛骨、腓骨的應(yīng)力則都小于右小腿脛骨、腓骨的應(yīng)力水平。
[Abstract]:There are great differences in the mass, type and geometry of front end structure between the two vehicles in real road accidents. At the same time, the impact velocity, angle and region parameters are also different. Based on the traffic accident data, it is necessary to analyze the impact of vehicle and collision conditions on occupant injury risk. The finite element model of human body is developed according to the real human body structure and has detailed characteristics of human organs, bones and muscles. It can show the damage mechanism and form of human body in collision process. It has become a trend in the field of passive safety to develop the damage analysis and restraint system of the occupants by using the human finite element model. On the basis of NASS-CDS database, this paper studies the risk of serious damage to the drivers of cars and cars, sedan and LTV under different collision conditions. The finite element model of the collision structure between car and LTV is established, and the information of the boundary node of the two cars is input into the passenger compartment model containing the THUMS human body model by submodel method, which realizes the accurate and efficient simulation of human body damage. The THUMS head, chest and lower extremity injuries in the full-width impact region, the left two-thirds impact area and the left one third impact area were analyzed in detail. Traffic accident statistics show that mass ratio is an important factor that affects the risk of serious injury of passenger car occupants in a double car collision. Compared with the oblique collision at 11 o'clock and 1 o'clock, the driver is at the highest risk of serious injury in a double car collision in the pure direction of 12 o'clock. In the collision between car and car, with the decrease of the impact area, the risk of serious damage to the light vehicle driver is gradually reduced compared with the heavy car driver. However, in the collision between car and LTV, the risk of serious damage to the driver in different impact areas is higher than that of LTV driver. The damage analysis of the human model shows that the peak of the head synthetic acceleration decreases with the decrease of the impact area. The maximum principal strain of craniocerebral under these three collision conditions is below 10%. The maximal chest compression occurs on the right side of the middle part of the chest and decreases with the decrease of the impact area. The peak value of Von Mises stress in thoracic bone was more than 100 MPa. The axial force of the lower extremity femur of the occupants was much less than the limiting force level of 10 KN. With the decrease of the impact area, the axial force of the left femur increases and the axial force of the right femur decreases. The stress levels of left shin and fibula were lower than that of right shin.
【學位授予單位】：清華大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：U491.3;U467.14

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本文編號：1914993