文档介绍：学校代号: 10532
学 号: T08021025
密 级:
湖南大学博士学位论文
轿车侧碰撞安全性及乘员损伤防护 技术研究
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轿车侧碰掩安伞性仿真优化研究
湖南大学
学位论文原创性申明
本人郑重申明: 所呈交论文是本人在导师指导下独立进行研 究所取得研究结果。 除了文中尤其加以标注引用内容外, 本论文 不包含任何其它个人或集体己经发表或撰写结果作品。 对本文研 究做出关键贡献个人和集体, 均已在文中以明确方法标明。 本人完 全意识到本申明法律后果由本人负担。
作者署名: 致减 日期: 加(D年i o yj 21日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校相关保留、 使用学位论文要求,
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、 叉 日期: 20[0年I o月卯日
作导 者师 签签 名名 历历 期: 20期: 年l年1月2, 7目0月明日
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博l: 学位论文
摘要
在高度工业化国家, 汽车设计和道路交通改善直接降低了交通事故发生率 和人员伤亡。 不过, 车辆碰撞事故仍然是交通伤亡首要原因, 据世界卫生组 织最近一次全球统计, 全世界约有120万人死于车辆交通事故。 而车 辆交通事故中轿车侧面碰撞是很危险～种碰撞形式。 因为没有足够缓冲吸 能区间, 侧面碰撞相比正面碰撞更轻易引发严重人员伤亡。 头部损伤和胸部损 伤是车辆侧面碰撞中常见损伤类型, 而且是造成重伤和死亡关键原因。 由此 造成伤亡、 诊疗和赔偿给社会带来了大量经济损失。 所以开展头部和胸部损 伤形式、 损伤机理、 耐受程度和防护方法研究含相关键社会意义和现实意义。 本论文关键目标为: 研究车辆侧碰撞事故中乘员生物力学响应; 侧面碰撞 事故中乘员头部及胸部损伤机理; 头部多种物理参数和损伤风险关系; 探索 了乘员侧面碰撞中头部及胸部保护方法; 降低胸部损伤参数方法; 胸部安全 气囊防护效率。 为实现以上目标, 采取了多刚体动力学和有限元相结合研究 方法对侧碰撞中损伤生物力学问题和人体防护技术进行了深入分析研究。 主 要研究内容以下。 首先基于人体解剖学结构进行了有限元头部模型(HBM．Head Brain FE Model)改善和验证工作, 利用该颅脑模型评定了侧碰撞安全气帘对乘 员头部保护效果。 以后, 采取ES2(Euro Side 2)侧面碰撞假人模型评定了车 门内饰板优化对提升乘员胸部保护效果, 进而评定了胸部安全气囊对乘员胸部
保护效果。
改善了湖南大学开发头部有限元模型整个网格结构, 细化了部分解剖学 组织结构, 比如胼胝体、 脑桥和第三脑室, 同时提升了脑脊液生物逼真度。 改 进头部模型基于成年男子头部关键解剖学结构, 包含由坚质骨组织和松质骨 组织组成颅骨骨骼、 硬脑膜、 软脑膜、 大脑镰、 大脑皮层、 脑脊液、 大脑、 小 脑和脑干。 该模型质量为4．36kg, 共有57043个节点、 5 l 728个实体单元和ll 984 个壳单元。 模型材料参数来自文件资料。 将头部模型对照Nahum试验数据进 行了验证。 结果表明, 颅脑模型含有良好生物逼真度, 可用于脑损伤研究, 尤 其适适用于颅内应力应变分布、 颅内压力等损伤相关参数研究和约束系统参数 评定研究。
利用有限元仿真对侧碰撞安全气帘保护效率进行了分析研究。 建立了驾驶 员头部模型和轿车B柱碰撞有限元模型。 经过和侧面碰撞试验结果对比验证 了该有限元模型有效性。 进而分析了头部模型和安全气帘碰撞响应, 计算得 到损伤相关碰撞响应物理参数, 包含von．Mises应力、 剪应力