本文關(guān)鍵詞：基于中國人體尺寸假人頭部仿真研究

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【摘要】：頭部損傷是汽車交通事故中最為常見的傷害類型之一,事故數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示,頭部損傷致死率最高,占所有損傷造成死亡總數(shù)的68%,交通事故中的頭部損傷是導(dǎo)致人死亡和傷殘的一個(gè)最主要原因。在汽車正面碰撞試驗(yàn)中,碰撞假人作為真人的替代物,被汽車安全開發(fā)研究和試驗(yàn)人員用于汽車安全性能的評估以及乘員約束系統(tǒng)的測試開發(fā),當(dāng)前,各國實(shí)施的正面碰撞試驗(yàn)法規(guī)以及新車評價(jià)體系中均采用Hybrid III 50百分位正面碰撞假人作為汽車前排乘員替代物,研究表明,Hybrid III 50百分位假人頭部與美國50百分位男性頭部在尺寸和輪廓方面吻合度高,但由于中美兩國人體頭部特征參數(shù)的差異,Hybrid III 50百分位假人頭部可能無法準(zhǔn)確地反映中國50百分位男性頭部損傷情況。目前,國內(nèi)對中國50百分位假人的研究主要集中于假人的整體響應(yīng),未對頭部等具體部位進(jìn)行研究,且當(dāng)前研究未探究中國假人各部位設(shè)計(jì)方法的合理性和設(shè)計(jì)參數(shù)對試驗(yàn)性能的影響,為了彌補(bǔ)以上不足,本文進(jìn)行了如下研究工作:1、探討了中國50百分位假人頭部設(shè)計(jì)方法。歸納總結(jié)了兩種開發(fā)假人頭部常用的幾何縮放方法,通過抽取兩種縮放方法所獲得的頭部模型在矢狀面和冠狀面的輪廓線,比對了兩種縮放方法所得中國50百分位假人頭部模型與中國50百分位男性頭部的幾何差異。2、利用LS-DYNA軟件分別建立了頭部標(biāo)定、頸部標(biāo)定試驗(yàn)仿真有限元模型,對比了中國50百分位假人頭部與Hybrid III 50百分位假人頭部差異對上述仿真中頭頸部動(dòng)態(tài)響應(yīng)的影響。3、研究了頭部質(zhì)心位置對中國50百分位假人頭部在跌落標(biāo)定試驗(yàn)中動(dòng)態(tài)響應(yīng)的影響,并將其與Hybrid III 50百分位假人頭部的相關(guān)結(jié)果進(jìn)行了對比分析。4、針對現(xiàn)有假人部件質(zhì)心測量裝置精度較差的問題,采用三支點(diǎn)二維重心板法原理設(shè)計(jì)并制作了一款新型假人部件質(zhì)心測量裝置,并對該測量裝置進(jìn)行了驗(yàn)證。論文研究表明,采用非均一縮放方法獲得的中國50百分位假人頭部模型在矢狀面和冠狀面的輪廓線與對應(yīng)中國人體的頭部幾何參數(shù)偏差較小,更適合用于開發(fā)中國50百分位假人頭部;頭部標(biāo)定、頸部標(biāo)定仿真中,中國50百分位假人頭部和Hybrid III 50百分位假人頭部差異造成了頭頸部不同的動(dòng)力學(xué)響應(yīng),頭部跌落標(biāo)定試驗(yàn)中,中國50百分位假人頭部需制定更大的合成加速度峰值要求;質(zhì)心參數(shù)對中國50百分位假人頭部模型合成加速度峰值的影響比Hybrid III50百分位假人頭部模型明顯,當(dāng)前Hybrid III50百分位假人頭部質(zhì)心偏差要求不適用于中國50百分位假人頭部,中國50百分位假人頭部生產(chǎn)應(yīng)制定更嚴(yán)格的質(zhì)心偏差要求;新型假人部件質(zhì)心測量裝置精度比現(xiàn)有測量裝置高,且操作簡便,具有推廣價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：中國假人頭部 縮放 標(biāo)定 質(zhì)心參數(shù) 質(zhì)心測量裝置
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U467.14
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-20
• 1.1 本課題的研究背景和意義11-12
• 1.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3 正面碰撞假人14-18
• 1.3.1 正面碰撞假人設(shè)計(jì)原則14-15
• 1.3.2 國外碰撞假人發(fā)展歷程15-16
• 1.3.3 Hybrid III 50百分位碰撞假人16-18
• 1.4 本課題研究的主要內(nèi)容18-20
• 第2章 中國50百分位假人頭部模型的建立20-30
• 2.1 人體頭部解剖結(jié)構(gòu)與假人頭部20-24
• 2.1.1 人體頭部解剖結(jié)構(gòu)20-22
• 2.1.2 Hybrid III 50百分位假人頭部22-24
• 2.2 頭部縮放方法24-27
• 2.2.1 頭部均一縮放方法24-26
• 2.2.2 頭部非均一縮放方法26-27
• 2.3 中國假人頭部開發(fā)方法27-29
• 2.4 本章小結(jié)29-30
• 第3章 頭、頸部標(biāo)定試驗(yàn)仿真對比分析30-42
• 3.1 有限元分析方法30-31
• 3.2 頭部跌落標(biāo)定試驗(yàn)仿真對比31-34
• 3.2.1 頭部跌落標(biāo)定試驗(yàn)31-32
• 3.2.2 頭部跌落標(biāo)定試驗(yàn)仿真模型的建立與驗(yàn)證32-33
• 3.2.3 頭部跌落標(biāo)定試驗(yàn)仿真響應(yīng)對比33-34
• 3.3 頸部標(biāo)定試驗(yàn)仿真對比34-41
• 3.3.1 頸部標(biāo)定試驗(yàn)34-35
• 3.3.2 頸部標(biāo)定試驗(yàn)仿真模型的建立與驗(yàn)證35-39
• 3.3.3 頸部標(biāo)定試驗(yàn)仿真響應(yīng)對比39-41
• 3.4 本章小結(jié)41-42
• 第4章 質(zhì)心參數(shù)對中國假人頭部跌落標(biāo)定試驗(yàn)響應(yīng)影響探究42-50
• 4.1 假人頭部質(zhì)心與調(diào)整方法42-43
• 4.2 質(zhì)心參數(shù)對頭部跌落標(biāo)定響應(yīng)影響分析43-47
• 4.3 中國50百分位假人頭部質(zhì)心偏差要求探討47-48
• 4.4 本章小結(jié)48-50
• 第5章 假人部件質(zhì)心測量裝置的設(shè)計(jì)與驗(yàn)證50-58
• 5.1 現(xiàn)有假人部件質(zhì)心測量裝置及原理50-52
• 5.2 假人部件質(zhì)心測量裝置設(shè)計(jì)原理52-54
• 5.3 假人部件質(zhì)心測量裝置結(jié)構(gòu)54-56
• 5.4 裝置的驗(yàn)證56-57
• 5.5 本章小結(jié)57-58
• 總結(jié)和展望58-60
• 參考文獻(xiàn)60-63
• 附錄 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄63-64
• 致謝64-65

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