本文關(guān)鍵詞：轎車—行人碰撞中頭部和下肢損傷分析以及防護(hù)措施的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 在行人-車輛碰撞事故中,行人因為沒有保護(hù)空間而成為易受傷害群體,事故發(fā)生率極高。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,行人事故中頭部和下肢是主要的受傷部位。因此,國內(nèi)外車輛安全專家及研究人員對頭部和下肢防護(hù)展開了大量的研究。 本文旨在分析人車碰撞事故中,汽車前部結(jié)構(gòu)參數(shù)對人體頭部與下肢損傷的影響,并討論人體頭部和下肢損傷防護(hù)措施。 在MADYMO軟件中改進(jìn)了瑞典查爾摩斯大學(xué)開發(fā)的50百分位行人多剛體數(shù)學(xué)模型的肩部結(jié)構(gòu)。通過增加胸鎖關(guān)節(jié)、肩鎖關(guān)節(jié)以及盂肱關(guān)節(jié)三個解剖學(xué)關(guān)節(jié)及各組成骨骼,和定義關(guān)節(jié)的機(jī)械特性,并通過生物力學(xué)實驗結(jié)果驗證了肩部模型的有效性,提高了肩部結(jié)構(gòu)生物逼真度。以此行人模型作為本論文工作中研究汽車與行人碰撞生物力學(xué)問題和參數(shù)分析的工具。參考世界各國汽車前部幾何形狀統(tǒng)計數(shù)據(jù),設(shè)定前部結(jié)構(gòu)尺寸主要設(shè)計變量范圍,并根據(jù)轎車產(chǎn)品前部保險杠、發(fā)動機(jī)罩、前擋風(fēng)玻璃結(jié)構(gòu)幾何形狀尺寸分別建立了如下汽車與行人碰撞分析基本模型:(1)汽車前部結(jié)構(gòu)參數(shù)對人體下肢損傷影響分析模型,(2)汽車前部結(jié)構(gòu)參數(shù)對頭部損傷影響分析模型,(3)行人頭部防護(hù)氣囊參數(shù)分析及優(yōu)化模型,(4)面向行人保護(hù)的保險杠設(shè)計分析模型。 運用正交試驗設(shè)計方法,選擇試驗點,繪制趨勢圖和方差分析(ANOVA)研究了汽車前部結(jié)構(gòu)對頭部和下肢損傷參數(shù)的影響規(guī)律以及影響程度。討論了行人頭部防護(hù)措施。建立了頭部防護(hù)氣囊模型,并且求得氣囊參數(shù)的最優(yōu)解,最后探討了減少膝關(guān)節(jié)損傷的保險杠設(shè)計方法。 研究結(jié)果表明:降低保險杠高度,增加保險杠上下之間的寬度及保險杠與發(fā)動機(jī)罩前端的距離可以減少汽車與行人碰撞時對行人膝關(guān)節(jié)的損傷;減少擋風(fēng)玻璃傾角,增加發(fā)動機(jī)蓋傾角,增加發(fā)動機(jī)蓋離地高度,可以減少行人頭部損傷;在保險杠橫梁上安裝緩沖塑料,脛骨加速度減少37.6%,同時膝關(guān)節(jié)彎曲角度減少51.9%,在脛骨下端增加支撐結(jié)構(gòu),膝關(guān)節(jié)彎曲角度減少12%,從而減少膝關(guān)節(jié)損傷。 本文為研究行人與汽車碰撞生物力學(xué)問題和開發(fā)行人頭部和下肢的防護(hù)技術(shù),提供了一套有效的工具和仿真分析方法。模擬計算結(jié)果可作為車輛安全設(shè)計的參考依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：行人肩部模型 損傷生物力學(xué) 頭部損傷 下肢損傷 頭部氣囊 保險杠
【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】：2008
【分類號】：U461.91;R64;R318.01
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-24
• 1.1 研究的背景與意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外行人安全研究現(xiàn)狀12
• 1.3 事故統(tǒng)計與損傷流行病學(xué)研究12-14
• 1.4 損傷生物力學(xué)14-17
• 1.4.1 損傷生物力學(xué)的基本理論14-15
• 1.4.2 人體損傷耐受極限15-16
• 1.4.3 人體損傷評估標(biāo)準(zhǔn)16-17
• 1.5 行人安全法規(guī)17-21
• 1.5.1 行人安全法規(guī)17-19
• 1.5.2 行人安全防護(hù)措施19-21
• 1.6 多剛體動力學(xué)基本理論簡述21-23
• 1.6.1 單個剛體動力學(xué)21-22
• 1.6.2 多個剛體動力學(xué)22-23
• 1.7 本文研究目的和主要內(nèi)容23-24
• 第2章 行人仿真模型的肩部生物逼真性改進(jìn)與驗證24-38
• 2.1 前言24-25
• 2.2 肩部解剖結(jié)構(gòu)25-28
• 2.3 交通事故中常見的肩部損傷以及損傷機(jī)理28-29
• 2.3.1 肱骨近端骨折28
• 2.3.2 鎖骨骨折28-29
• 2.3.3 肩胛骨骨折29
• 2.3.4 盂肱關(guān)節(jié)損傷29
• 2.3.5 肩鎖關(guān)節(jié)損傷29
• 2.3.6 胸鎖關(guān)節(jié)損傷29
• 2.4 原模型肩部結(jié)構(gòu)的局限性29-30
• 2.5 肩部模型修改30-32
• 2.5.1 胸鎖關(guān)節(jié)(Sternoclavicular joint)30
• 2.5.2 肩鎖關(guān)節(jié)(Acromioclavicular joint)30
• 2.5.3 盂肱關(guān)節(jié)(Glenohumeral joint)30-31
• 2.5.4 鉸鏈剛度特性及其運動范圍31-32
• 2.6 肩部碰撞驗證試驗建立32-33
• 2.7 驗證結(jié)果分析討論33-36
• 2.8 改進(jìn)前后的行人-汽車碰撞與碰撞試驗對比36
• 2.9 本章小結(jié)36-38
• 第3章 汽車前部結(jié)構(gòu)參數(shù)對人體下肢損傷影響分析38-48
• 3.1 引言38-40
• 3.2 汽車-行人多剛體模型建立40-42
• 3.2.1 行人模型40
• 3.2.2 汽車模型40-41
• 3.2.3 人-車碰撞模型41-42
• 3.3 行人下肢損傷的參數(shù)分析42-47
• 3.3.1 參數(shù)選擇42
• 3.3.2 正交試驗設(shè)計42
• 3.3.3 試驗結(jié)果分析討論42-47
• 3.4 本章小結(jié)47-48
• 第4章 汽車前部結(jié)構(gòu)參數(shù)對頭部損傷影響分析48-58
• 4.1 引言48
• 4.2 緊湊型轎車前部結(jié)構(gòu)參數(shù)對頭部損傷的影響分析48-53
• 4.2.1 人車碰撞模型48-49
• 4.2.2 參數(shù)選擇以及實驗設(shè)計49-50
• 4.2.3 試驗結(jié)果分析50-53
• 4.3 大型轎車前部結(jié)構(gòu)參數(shù)對頭部損傷的影響分析53-56
• 4.3.1 參數(shù)選擇以及實驗設(shè)計53-54
• 4.3.2 試驗結(jié)果分析54-56
• 4.4 本章小結(jié)56-58
• 第5章 行人頭部防護(hù)氣囊參數(shù)分析及優(yōu)化58-70
• 5.1 行人頭部防護(hù)措施58-60
• 5.2 車-人碰撞仿真模型的建立60-62
• 5.2.1 汽車模型的建立60-61
• 5.2.2 行人模型的建立61
• 5.2.3 氣囊模型建立61-62
• 5.2.4 人-車碰撞模型的建立62
• 5.3 模型輸出文件62-63
• 5.4 氣囊模型參數(shù)分析及優(yōu)化63-68
• 5.4.1 設(shè)計變量選擇63-65
• 5.4.2 氣囊參數(shù)影響分析65-67
• 5.4.3 方差分析67-68
• 5.5 氣囊模型參數(shù)優(yōu)化68-69
• 5.6 本章小結(jié)69-70
• 第6章 面向行人保護(hù)的保險杠設(shè)計70-84
• 6.1 前言70-71
• 6.2 仿真模型建立71-75
• 6.2.1 下肢沖擊器模型71-74
• 6.2.2 汽車前部結(jié)構(gòu)模型建立74
• 6.2.3 初始邊界條件以及接觸定義74-75
• 6.2.4 結(jié)果輸出文件75
• 6.3 保險杠行人保護(hù)性能改進(jìn)75-83
• 6.3.1 原始模型下肢保護(hù)性能評價75-78
• 6.3.2 下肢保護(hù)性能改進(jìn)措施78-83
• 6.4 本章小結(jié)83-84
• 總結(jié)和展望84-86
• 參考文獻(xiàn)86-90
• 致謝90-91
• 附錄A 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄91

【引證文獻(xiàn)】

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 陳勇;行人和自行車交通事故中頭部動力學(xué)響應(yīng)和損傷機(jī)理研究[D];湖南大學(xué);2010年

2 劉維海;轎車正面碰撞被動安全性研究[D];吉林大學(xué);2012年

3 陳金華;交叉型乘用車行人碰撞安全的設(shè)計方法與應(yīng)用研究[D];華南理工大學(xué);2012年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 閆宏濤;基于行人腿部與汽車前保險杠碰撞安全性仿真研究[D];重慶交通大學(xué);2011年

2 李玉華;車輛與行人碰撞中行人下肢損傷防護(hù)技術(shù)研究[D];湖南大學(xué);2011年

3 龍騰蛟;基于行人保護(hù)的轎車前部造型特征研究[D];湖南大學(xué);2012年

4 鄧智偉;下肢沖擊器與行人下肢有限元仿真碰撞對比研究[D];湖南大學(xué);2011年

5 畢騰飛;汽車碰撞行人時對行人頭部保護(hù)的研究[D];武漢理工大學(xué);2013年

6 谷陽陽;基于行人腿部保護(hù)的汽車前保險杠結(jié)構(gòu)優(yōu)化仿真研究[D];武漢理工大學(xué);2013年

  本文關(guān)鍵詞：轎車—行人碰撞中頭部和下肢損傷分析以及防護(hù)措施的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：470435