本文關(guān)鍵詞：轎車與電動兩輪車碰撞事故再現(xiàn)及騎車人頭部損傷防護

  更多相關(guān)文章： 轎車與兩輪車碰撞 多剛體 有限元 事故再現(xiàn) 頭部損傷防護 被動安全

【摘要】：轎車與電動兩輪車碰撞事故是我國道路交通事故中的重要類型,同時也是我國城鄉(xiāng)地區(qū)常見的事故形態(tài)。本研究旨在揭示此類事故形態(tài)的內(nèi)在規(guī)律,以及騎車人頭部致傷原因,損傷特征和分布,從而為汽車被動安全技術(shù)開發(fā)與設(shè)計提供部分參考。為此,本文在事故深度調(diào)查的基礎(chǔ)上,統(tǒng)計分析2012年~2015年上海市松江地區(qū)254起電動兩輪車事故,總結(jié)該地區(qū)此類事故形態(tài)特征和騎車人頭部損傷分布特點。分析表明:碰撞形態(tài)以轎車與電動兩輪車前碰撞為主;騎車人頭部在轎車風擋玻璃上的碰點分布不平均,風擋玻璃右側(cè)相比左側(cè)集中,且越靠近A柱,頭部出現(xiàn)AIS3+的損傷風險越高。借助多體動力學仿真軟件PC-CRASH重建25起轎車與電動兩輪車前碰事故,采用數(shù)學回歸模型分析轎車碰撞速度與騎車人頭部運動響應(yīng)參數(shù)及損傷參數(shù)的相關(guān)性。在此基礎(chǔ)上,設(shè)計正交試驗探究轎車前部結(jié)構(gòu)參數(shù)對騎車人頭部各損傷參數(shù)的敏感性。研究發(fā)現(xiàn):頭部碰撞相對速度與轎車碰撞速度呈正相關(guān)關(guān)系,頭部碰撞時間則相反;頭部各損傷參數(shù)均與轎車碰撞速度存一定的相關(guān)性。風擋玻璃傾斜角度對頭部峰值接觸力和HIC15影響最敏感,發(fā)動機蓋前緣離地高度則對頭部峰值角加速度影響最敏感。頭部與風擋玻璃碰撞是騎車人頭部致傷的重要原因,本文通過建立頭部-風擋玻璃有限元模型,采用多剛體和有限元相結(jié)合的研究方法,開展騎車人頭部與風擋玻璃碰撞的仿真試驗研究。以頭部多剛體仿真計算結(jié)果為初始條件,設(shè)置頭部初始碰撞位置、方位角,探討轎車風擋玻璃撞擊區(qū)域、風擋玻璃各層厚度、鋼化玻璃層強度對騎車人頭部損傷的影響。研究表明:相同條件下,相比中心碰撞,頭部與風擋玻璃邊緣處碰撞時,峰值接觸力顯著增加,由此增大顱骨發(fā)生骨折損傷風險;PVB夾層材料在動態(tài)沖擊下表現(xiàn)為粘彈性材料特性,風擋玻璃整體的載荷—位移行為出現(xiàn)非線性、逐步破壞特征,因此頭部峰值接觸力隨PVB夾層厚度增加而降低,而HIC15隨PVB夾層厚度增加而有所升高,但仿真條件下所有試驗觀測值均未超出HIC15=1000閾值;鋼化玻璃層厚度和破壞強度均與頭部各損傷參數(shù)呈正相關(guān)關(guān)系。在此基礎(chǔ)上,本文提出利于減輕騎車人頭部損傷的措施和方法,包括設(shè)計非對稱U型頭部保護氣囊、加厚PVB中間層等措施。
【關(guān)鍵詞】：轎車與兩輪車碰撞 多剛體 有限元 事故再現(xiàn) 頭部損傷防護 被動安全
【學位授予單位】：上海工程技術(shù)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U467.14
【目錄】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-13
• 第一章 緒論13-19
• 1.1 本課題研究背景、意義和課題來源13-15
• 1.1.1 選題背景和意義13-14
• 1.1.2 課題來源14-15
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-17
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀15-16
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀16-17
• 1.3 本課題主要研究內(nèi)容17-19
• 第二章 事故再現(xiàn)理論及頭部損傷生物力學基礎(chǔ)19-39
• 2.1 概述19
• 2.2 多剛體動力學理論19-26
• 2.2.1 多剛體動力學原理19-20
• 2.2.2 多體模型基本特點20-23
• 2.2.3 碰撞模型數(shù)值求解23-25
• 2.2.4 事故再現(xiàn)軟件PC-CRASH介紹25-26
• 2.3 有限元分析理論26-30
• 2.3.1 非線性有限元法基礎(chǔ)26-29
• 2.3.2 有限元仿真分析軟件介紹29-30
• 2.4 沖擊載荷下人體頭部損傷生物力學分析30-38
• 2.4.1 頭部沖擊損傷機理30-32
• 2.4.2 頭部對沖擊的生物力學響應(yīng)及耐受限度32-35
• 2.4.3 頭部損傷評價準則35-38
• 2.5 本章小結(jié)38-39
• 第三章 松江地區(qū)電動兩輪車交通事故深度調(diào)查與分析39-55
• 3.1 概述39
• 3.2 交通事故深度調(diào)查39-41
• 3.2.1 調(diào)查團隊組成及事故數(shù)據(jù)庫介紹39
• 3.2.2 基本工作流程39-40
• 3.2.3 事故調(diào)查基本工具40-41
• 3.3 電動兩輪車事故深度調(diào)查方法41-48
• 3.3.1 事故現(xiàn)場勘查41-43
• 3.3.2 車輛信息采集43-46
• 3.3.3 人員信息調(diào)查46-48
• 3.4 松江地區(qū)電動兩輪車事故形態(tài)分析48-52
• 3.4.1 事故車型與碰撞形態(tài)48-49
• 3.4.2 轎車碰撞損壞位置與變形特點49-50
• 3.4.3 騎車人致傷特點50-51
• 3.4.4 頭部在轎車風擋玻璃上的碰撞點分布51-52
• 3.5 轎車-電動兩輪車碰撞動力學響應(yīng)52-53
• 3.5.1 頭部碰撞角度52
• 3.5.2 頭部碰撞相對速度52
• 3.5.3 頭部碰撞時間52-53
• 3.5.4 騎車人頭部繞轉(zhuǎn)距離53
• 3.6 本章小結(jié)53-55
• 第四章 松江地區(qū)轎車-電動兩輪車碰撞事故再現(xiàn)研究55-76
• 4.1 概述55
• 4.2 典型的轎車-電動兩輪車碰撞事故再現(xiàn)55-65
• 4.2.1 事故信息描述55-59
• 4.2.2 多剛體模型建立59-63
• 4.2.3 仿真再現(xiàn)63-64
• 4.2.4 仿真再現(xiàn)結(jié)果與驗證64-65
• 4.3 松江地區(qū)轎車與電動兩輪車碰撞事故再現(xiàn)結(jié)果與分析65-74
• 4.3.1 事故再現(xiàn)結(jié)果65-67
• 4.3.2 再現(xiàn)結(jié)果分析67-74
• 4.4 本章小結(jié)74-76
• 第五章 基于騎車人頭部保護的轎車前端結(jié)構(gòu)參數(shù)分析76-84
• 5.1 概述76
• 5.2 試驗設(shè)計理論基礎(chǔ)76-77
• 5.3 參數(shù)定義和確定試驗方案77-79
• 5.4 仿真試驗結(jié)果分析79-83
• 5.4.1 轎車前部結(jié)構(gòu)參數(shù)改變對HIC15影響79-80
• 5.4.2 轎車前部結(jié)構(gòu)參數(shù)改變對頭部峰值接觸力影響80-81
• 5.4.3 轎車前部結(jié)構(gòu)參數(shù)改變對頭部峰值角加速度影響81-83
• 5.5 本章小結(jié)83-84
• 第六章 騎車人頭部與風擋玻璃碰撞保護的研究84-102
• 6.1 概述84
• 6.2 頭部與風擋玻璃有限元模型建立84-88
• 6.2.1 基本模型84-87
• 6.2.2 模型動態(tài)沖擊驗證87-88
• 6.3 頭部與風擋玻璃碰撞分析88-97
• 6.3.1 風擋玻璃不同撞擊區(qū)域的影響88-94
• 6.3.2 鋼化玻璃層厚度和PVB夾層厚度的影響94-96
• 6.3.3 鋼化玻璃破壞強度的影響96-97
• 6.4 針對風擋玻璃碰撞的頭部保護措施與分析97-99
• 6.4.1 降低轎車風擋玻璃剛度97-98
• 6.4.2 騎車人頭部輔助保護裝置98-99
• 6.5 本章小結(jié)99-102
• 第七章 總結(jié)與展望102-105
• 7.1 總結(jié)102-104
• 7.2 展望104-105
• 參考文獻105-109
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術(shù)論文及取得的相關(guān)科研成果109-110
• 致謝110-111

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本文編號：959870