基于耦合數(shù)值行人模型的人車碰撞事故重建及頭部損傷研究
發(fā)布時(shí)間:2021-12-27 19:40
隨著車輛保有量的激增,行人碰撞安全問題日益突出。在保障行人出行安全的發(fā)展進(jìn)程中,行人損傷研究起著不可或缺的作用。在行人保護(hù)研究中,頭部損傷一直以來都是學(xué)者們研究的熱點(diǎn)。盡管在行人頭部損傷方面已經(jīng)有大量的研究成果,但本文通過對(duì)行人法規(guī)解讀和大量相關(guān)文獻(xiàn)研究發(fā)現(xiàn),目前的行人法規(guī)和相關(guān)研究仍然存在某些局限,這些局限主要在于:行人子系統(tǒng)試驗(yàn)不能充分地反映行人頭部真實(shí)的損傷風(fēng)險(xiǎn)和目前的行人數(shù)值模型不能兼顧計(jì)算效率和仿真精度。對(duì)此,本文提出通過耦合方法建立了新型的耦合人體計(jì)算生物力學(xué)模型(Coupled Pedestrian Computational Biomechanics Model,CPCBM),并通過 3 例文獻(xiàn)中記載的尸體與臺(tái)車碰撞試驗(yàn)和1例真實(shí)的行人與汽車碰撞交通事故對(duì)模型的有效性進(jìn)行了詳細(xì)驗(yàn)證。在模型驗(yàn)證過程中,文中對(duì)比了 CPCBM模型所模擬的人體運(yùn)動(dòng)學(xué)響應(yīng)與試驗(yàn)/事故中行人運(yùn)動(dòng)響應(yīng)的差異,并結(jié)合定量評(píng)估方法(CORrelation and Analysis,CORA)對(duì)仿真和試驗(yàn)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行了相關(guān)性評(píng)估。研究結(jié)果表明,無論是在重現(xiàn)尸體-臺(tái)車碰撞試驗(yàn)還是在重建行人碰撞交通事故過程...
【文章來源】:廈門理工學(xué)院福建省
【文章頁數(shù)】:79 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖2-1?(a)頭部骨骼P3];?(b)頭部結(jié)構(gòu)剖面[24];?(c)腦組織[23]??2.1.2頭部損傷機(jī)理??
?第二章人體頭部損傷生物力學(xué)及損傷研宄方法???蚌網(wǎng)膜下出血蚌網(wǎng)膜??動(dòng)I?/?軟胎膜??— ̄^rp ̄??圓??(e)??圖2-2[24](a)顱骨骨折CT圖;(b)腦挫裂傷致傷機(jī)理示意圖;(c)硬膜下血腫示意圖;(d)硬膜外??血腫示意圖;(e)蛛網(wǎng)膜下血腫示意圖??2.1.3顱骨和腦組織耐受限度??美國韋恩州立大學(xué)的Lissner等[27]于I960年最先提出頭部耐受限度(實(shí))曲線(Wayne??StateToleranceCurve,WSTC)(如圖2-2a),圖中虛線是修正后的曲線。該曲線表示了頭部??有效加速度、持續(xù)時(shí)間和損傷之間的關(guān)系。WSTC耐受性曲線第一次將頭部損傷耐受限??度量化,圖中曲線以上區(qū)域表示可能造成嚴(yán)重的頭部損傷。另外,還可以看出,在圖2-??2a中有效加速度(平移加速度)作用的時(shí)間越長,顱腦損傷幾率也會(huì)越大。河3增11如5等[28]??通過動(dòng)物試驗(yàn)、力學(xué)模型和仿真求得了頭部角速度、角加速度和腦部應(yīng)變之間的關(guān)系(如??圖2-2b)。根據(jù)圖中曲線可以大致預(yù)測腦損傷,當(dāng)腦部應(yīng)變小于5%時(shí)不會(huì)發(fā)生損傷,當(dāng)??腦部應(yīng)變處于5%和10%之間時(shí)會(huì)發(fā)生腦震蕩,當(dāng)腦部應(yīng)變大于10%時(shí)會(huì)發(fā)生彌漫性軸??索損傷DAI。??500-H?20?]?1?1???I?If*??忽,?3??/?I?I??400-?\?115-?/?I?i??I?300-?\?I?/?/?15%,^??5?\?受悅.'kf?%10'?/?\??I?200-?V?養(yǎng)?、Hf-??銬?X,???5-?I??^?100?????B?^??耐受水f—**…-^?5%.?
圖2-4?TNO行人模型(從左至右:6歲的兒童,5th百分位的女性,5th百分位的男性,50th百分??位和95th百分位的男性)??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]行人致命交通事故特征與致因機(jī)理研究——基于181例深度調(diào)查事故案例[J]. 張?jiān)姴?劉瀾,李平飛,高文君. 交通信息與安全. 2018(06)
[2]行人安全評(píng)估發(fā)展趨勢(shì)及應(yīng)對(duì)策略探討[J]. 孫小光,張二鵬,陳現(xiàn)嶺,師玉濤,楊勁松,張世凱. 北京汽車. 2018(06)
[3]SUV翻滾模擬及其乘員約束系統(tǒng)的開發(fā)[J]. 張學(xué)榮,劉成,黃碩,殷文倩. 廣西大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(06)
[4]基于行人碰撞事故重建的顱腦損傷準(zhǔn)則效能研究[J]. 王方,蔡加欣,王丙雨,韓勇,李桂兵,李凡. 中國公路學(xué)報(bào). 2018(04)
[5]基于內(nèi)聚力模型的夾層玻璃沖擊破壞仿真分析[J]. 林德佳,臧孟炎. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2017(22)
[6]側(cè)面碰撞試驗(yàn)中Euro SID-2假人與WorldSID假人傷害值的對(duì)比研究[J]. 仲衍慧,李春. 天津科技. 2017(03)
[7]碰撞試驗(yàn)假人發(fā)展及應(yīng)用研究綜述[J]. 劉鑫. 工業(yè)設(shè)計(jì). 2015(12)
[8]乘用車前端結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)對(duì)行人頭部動(dòng)力學(xué)響應(yīng)和損傷風(fēng)險(xiǎn)的影響[J]. 聶進(jìn),李桂兵,王薛超,楊濟(jì)匡. 汽車工程. 2014(12)
[9]汽車與行人碰撞中的損傷生物力學(xué)研究概覽[J]. 楊濟(jì)匡. 汽車工程學(xué)報(bào). 2011(03)
[10]基于Pc-Crash的車-人事故再現(xiàn)[J]. 鄒鐵方,余志,蔡銘,劉濟(jì)科. 振動(dòng)與沖擊. 2011(03)
博士論文
[1]基于真實(shí)車輛—行人交通事故的顱腦損傷風(fēng)險(xiǎn)分析研究[D]. 李凡.湖南大學(xué) 2009
[2]車輛碰撞事故中頭部生物力學(xué)響應(yīng)和損傷機(jī)理分析[D]. 許偉.湖南大學(xué) 2008
碩士論文
[1]基于網(wǎng)格自動(dòng)變形技術(shù)的肥胖兒童有限元模型建立和碰撞損傷研究[D]. 舒雅靜.重慶大學(xué) 2017
[2]基于有限元—多剛體耦合的兒童安全座椅結(jié)構(gòu)改進(jìn)[D]. 趙凈.湖南大學(xué) 2015
[3]車輛碰撞事故中人體頭部生物力學(xué)響應(yīng)仿真模擬研究[D]. 施磊.華南理工大學(xué) 2011
本文編號(hào):3552607
【文章來源】:廈門理工學(xué)院福建省
【文章頁數(shù)】:79 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖2-1?(a)頭部骨骼P3];?(b)頭部結(jié)構(gòu)剖面[24];?(c)腦組織[23]??2.1.2頭部損傷機(jī)理??
?第二章人體頭部損傷生物力學(xué)及損傷研宄方法???蚌網(wǎng)膜下出血蚌網(wǎng)膜??動(dòng)I?/?軟胎膜??— ̄^rp ̄??圓??(e)??圖2-2[24](a)顱骨骨折CT圖;(b)腦挫裂傷致傷機(jī)理示意圖;(c)硬膜下血腫示意圖;(d)硬膜外??血腫示意圖;(e)蛛網(wǎng)膜下血腫示意圖??2.1.3顱骨和腦組織耐受限度??美國韋恩州立大學(xué)的Lissner等[27]于I960年最先提出頭部耐受限度(實(shí))曲線(Wayne??StateToleranceCurve,WSTC)(如圖2-2a),圖中虛線是修正后的曲線。該曲線表示了頭部??有效加速度、持續(xù)時(shí)間和損傷之間的關(guān)系。WSTC耐受性曲線第一次將頭部損傷耐受限??度量化,圖中曲線以上區(qū)域表示可能造成嚴(yán)重的頭部損傷。另外,還可以看出,在圖2-??2a中有效加速度(平移加速度)作用的時(shí)間越長,顱腦損傷幾率也會(huì)越大。河3增11如5等[28]??通過動(dòng)物試驗(yàn)、力學(xué)模型和仿真求得了頭部角速度、角加速度和腦部應(yīng)變之間的關(guān)系(如??圖2-2b)。根據(jù)圖中曲線可以大致預(yù)測腦損傷,當(dāng)腦部應(yīng)變小于5%時(shí)不會(huì)發(fā)生損傷,當(dāng)??腦部應(yīng)變處于5%和10%之間時(shí)會(huì)發(fā)生腦震蕩,當(dāng)腦部應(yīng)變大于10%時(shí)會(huì)發(fā)生彌漫性軸??索損傷DAI。??500-H?20?]?1?1???I?If*??忽,?3??/?I?I??400-?\?115-?/?I?i??I?300-?\?I?/?/?15%,^??5?\?受悅.'kf?%10'?/?\??I?200-?V?養(yǎng)?、Hf-??銬?X,???5-?I??^?100?????B?^??耐受水f—**…-^?5%.?
圖2-4?TNO行人模型(從左至右:6歲的兒童,5th百分位的女性,5th百分位的男性,50th百分??位和95th百分位的男性)??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]行人致命交通事故特征與致因機(jī)理研究——基于181例深度調(diào)查事故案例[J]. 張?jiān)姴?劉瀾,李平飛,高文君. 交通信息與安全. 2018(06)
[2]行人安全評(píng)估發(fā)展趨勢(shì)及應(yīng)對(duì)策略探討[J]. 孫小光,張二鵬,陳現(xiàn)嶺,師玉濤,楊勁松,張世凱. 北京汽車. 2018(06)
[3]SUV翻滾模擬及其乘員約束系統(tǒng)的開發(fā)[J]. 張學(xué)榮,劉成,黃碩,殷文倩. 廣西大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(06)
[4]基于行人碰撞事故重建的顱腦損傷準(zhǔn)則效能研究[J]. 王方,蔡加欣,王丙雨,韓勇,李桂兵,李凡. 中國公路學(xué)報(bào). 2018(04)
[5]基于內(nèi)聚力模型的夾層玻璃沖擊破壞仿真分析[J]. 林德佳,臧孟炎. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2017(22)
[6]側(cè)面碰撞試驗(yàn)中Euro SID-2假人與WorldSID假人傷害值的對(duì)比研究[J]. 仲衍慧,李春. 天津科技. 2017(03)
[7]碰撞試驗(yàn)假人發(fā)展及應(yīng)用研究綜述[J]. 劉鑫. 工業(yè)設(shè)計(jì). 2015(12)
[8]乘用車前端結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)對(duì)行人頭部動(dòng)力學(xué)響應(yīng)和損傷風(fēng)險(xiǎn)的影響[J]. 聶進(jìn),李桂兵,王薛超,楊濟(jì)匡. 汽車工程. 2014(12)
[9]汽車與行人碰撞中的損傷生物力學(xué)研究概覽[J]. 楊濟(jì)匡. 汽車工程學(xué)報(bào). 2011(03)
[10]基于Pc-Crash的車-人事故再現(xiàn)[J]. 鄒鐵方,余志,蔡銘,劉濟(jì)科. 振動(dòng)與沖擊. 2011(03)
博士論文
[1]基于真實(shí)車輛—行人交通事故的顱腦損傷風(fēng)險(xiǎn)分析研究[D]. 李凡.湖南大學(xué) 2009
[2]車輛碰撞事故中頭部生物力學(xué)響應(yīng)和損傷機(jī)理分析[D]. 許偉.湖南大學(xué) 2008
碩士論文
[1]基于網(wǎng)格自動(dòng)變形技術(shù)的肥胖兒童有限元模型建立和碰撞損傷研究[D]. 舒雅靜.重慶大學(xué) 2017
[2]基于有限元—多剛體耦合的兒童安全座椅結(jié)構(gòu)改進(jìn)[D]. 趙凈.湖南大學(xué) 2015
[3]車輛碰撞事故中人體頭部生物力學(xué)響應(yīng)仿真模擬研究[D]. 施磊.華南理工大學(xué) 2011
本文編號(hào):3552607
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