解析中美汽车安全法规和人体伤害的差异

解析中美汽车安全法规和人体伤害的差异作者：袁庆强，赵春明，周荣作者单位：袁庆强(武汉理工大学,湖北武汉,430070)，赵春明,周荣(天津市清源电动车辆有限责任公司,天津,300457)刊名：北京汽车英文刊名：BEIJINGAUTOMOTIVEENGINEERING年，卷(期)：2007，(5)被引用次数：0次参考文献(5条)1.MertzH.J.HodgsonV.R.ThomasL.M.NyquistG.WAnAssessmentofCompressiveNeckLoadsUnderInjury-ProducingConditions19782.国家标准委员会乘用车正面碰撞的乘员保护20043.国家标准委员会乘用车侧面碰撞的乘员保护20064.NyquistG.W.BegmanP.C.KingA.I.MertzH.JCorrelationofFieldInjuriesandGMHybridⅢDummyResponseforLap-ShoulderBeltRestraint19805.NationalHighwayTrafficSafetyAdministrationFederalMotorVehicleSafetyStandard1971相似文献(10条)1.学位论文曹华龙汽车碰撞模拟仿真分析2006随着汽车保有量的增长，道路交通事故己经成为世界性的一大社会问题。全世界每年死于道路交通事故的人数估计超过50万人。道路交通事故给人类的生命和财产安全带来了严重的灾难。因此汽车被动安全技术的研究已经成为当今世界汽车科技研究的一大严峻课题。在对中国道路交通事故中不同的事故形态死亡人数的比例的研究中发现，正面碰撞占首位，侧面碰撞造成的伤亡事故也占有相当比例，约有20％，针对这一情况，本课题对汽车碰撞中的正面碰撞和侧面碰撞进行模拟仿真研究，尽而对汽车的耐撞性进行评价和汽车防撞缓冲部件的设计合理性分析。本文对非线性动态有限元求解有关理论进行了较系统的归纳和理解，对目前国际上较为流行的汽车碰撞分析软件LS-DYNA的有关大位移大变形碰撞求解原理、主要功能模块及其应用进行了分析。采用ANSYS/LS-DYNA软件对汽车车身结构正面碰撞和侧面碰撞进行了有限元建模和数值模拟计算与分析，得出了碰撞位移、速度和加速度碰撞响应历程，对该车的耐撞性给出了评价。获得碰撞过程能量耗散关系，对车身结构在碰撞过程中的吸能行为得到了较为可靠的评价数据，为进一步改善吸能部件的结构设计提供了依据。总结出了所分析车型碰撞分析的几点结论和建议。2.期刊论文郑福荣.刘燕霞.吕浩.王柏龄.闫文亮轿车碰撞安全性的评价及车身碰撞安全性设计-天津汽车2006,(4)汽车的安全越来越受到重视,各国各地区都加强了对安全法规的制定工作,尤其是碰撞安全性更是得到关注.目前,在美国、日本、欧洲及澳洲都有称为NCAP的组织机构,对不同车型进行汽车碰撞安全性评估.汽车碰撞安全性评估主要包括正面碰撞、侧面碰撞、儿童保护和行人保护4个方面.防正面碰撞的车身结构设计已经成熟,由刚性的乘员舱与前后的吸能区组成,并注意吸能后撞击力的分流;防侧面碰撞的车身结构设计也正趋完善,重点是放在加强车身刚性和冲击力分流2个方面;为满足保护行人法规要求,整车的造型和汽车前部结构发生了很大的变化.3.学位论文李建新汽车车身结构碰撞模拟计算2005随着汽车保有量的增加和车速的提高，汽车交通事故成为了危害人类生命安全的重大社会问题之一，其死亡人数已经超过了在战争中死亡的人数。基于安全方面的考虑，我国于2000年制订实施了汽车被动安全法规《关于车辆正面碰撞乘员保护法则(CMVDR294)》，法规首次对车辆的碰撞安全性提出了一些要求，由于我国此前无此相关法规的要求，所以造成许多汽车厂家要重新考虑汽车碰撞安全性的结构设计，在经济条件不允许做实车碰撞试验的情况下，在碰撞模拟仿真的基础上改进汽车结构抗撞性也是一条行之有效的办法。本文详细介绍了碰撞有限元基本理论和有关算法，涉及到的内容包括有限元求解控制方程、单元离散、沙漏模态控制、时间积分、材料模型和应力修正、薄壳单元算法以及接触碰撞界面算法等。计算机仿真研究是现代汽车碰撞研究的重要方法，所使用的碰撞模拟软件众多，本文介绍了包括LS-DYNA在内的几种常用汽车碰撞模拟软件及前后处理器，其中对本次碰撞模拟选用的LS-DYNA的功能特点作了详细介绍。本文以某一车型为例，在前处理器FEMB中建立碰撞汽车的三维实体模型，其中模型包含弹簧阻尼等零件和一些零部件的不同联结方式，然后对实体模型进行有限单元划分，对不同的零部件选取不同的材质、单元类型和单元算法。本文应用非线性有限元理论，利用LS-DYNA软件分别对汽车与刚性墙和移动壁障进行了碰撞仿真，从中发现了汽车碰撞的一些基本特征和碰撞参数，在此基础上对不同初速度的完全正面碰撞和不同碰撞角度的侧面碰撞两种情况进行了模拟仿真，分析在这两种情况下碰撞参数的一些变化规律以及缘由。最后对基于汽车碰撞安全性的结构改进和后续工作提出了一些意见。4.学位论文胡佳基于试验和有限元仿真的儿童乘员正面和侧面碰撞安全研究2008儿童乘员安全是汽车碰撞安全领域的重要研究课题之一。国际上关于儿童乘员安全的研究早在上世纪60年代就开始了；美国和欧洲等国分别于70和80年代相继建立了儿童乘员安全法规。随着我国家用汽车保有量的逐年增加，儿童乘员安全问题越来越突出。儿童乘员约束系统(ChildRestraintSystem，CRS)是防止交通事故中儿童乘员伤亡的乘车保护装置，开展这方面的研究工作具有重大的社会意义，尤其在我国实现现有的计划生育政策情况下。本文应用HybridⅢ3岁儿童假人有限元模型和3岁儿童人体有限元模型建立了四种典型的前向式CRS(着衣型、护板型、普通的5点式背带型和ISOFIXCRS)的正面碰撞台车试验的有限元仿真模型。将HybridⅢ假人有限元模型仿真的乘员动态响应与试验对照，以校验有限元模型。对比分析了试验和仿真中这四种典型CRS约束下的乘员伤害值及儿童人体有限元模型的应力分布以比较这四种CRS的正面碰撞安全性的优劣。对使用三点式安全带固定的护板型和普通的5点式背带型CRS的安全带有100mm松弛的误使用情形及普通的5点式背带型CRS和ISOFIXCRS的背带有100mm松弛的误使用情形进行了有限元仿真分析。结果表明，ISOFIXCRS的正面碰撞安全性最好。ISOFIXCRS是一种国际通用型CRS，实现了与车体简单、牢固和标准化的连接。因此本研究着重对ISOFIXCRS的正面碰撞安全性进行了分析。考虑到对使用前向式CRS的4岁以下儿童乘员，颈部保护非常重要，因此着重对颈部响应进行了深入分析。儿童人体有限元模型的上颈部受力是基于头部的运动力学方程式计算求得的。假人模型与儿童人体有限元模型在仿真中的体趁幹姿态及下颌与胸部的接触方式有较大差异。假人和儿童人体有限元模型的下颌与胸部的不同的接触力及头部惯性力使得两模型的上颈部受力不同。假人模型的上颈部所受剪力和拉力均较大，而儿童人体有限元模型的上颈部剪力较小，拉力较大。为减小ISOFIXCRS约束下的儿童乘员头部、颈部和胸部受力，考虑给ISOFIXCRS的顶部拉带加限力计。用有限元模型仿真分析了ISOFIXCRS正确使用情形和CRS背带有100mm松弛的误使用情形下顶部拉带限力计的效果。结果表明限力计有效地降低了头部和胸部加速度及上颈部受力。通过计算假人和儿童人体有限元模型的缓冲能量密度和约束能量密度，及约束能量密度中被CRS背带吸收的能量密度和耗散到CRS安装系统的能量密度，得到了能量密度和效率与胸部加速度之间的关系。结果表明，胸部加速度并不完全由缓冲能量效率决定，而是由被CRS背带吸收的能量效率决定。被CRS背带吸收的能量效率越高，胸部加速度越高。由于关于儿童乘员的侧面碰撞台车试验在国际上还没有统一方案，本研究对侧面碰撞实车试验进行了分析。比较了三种类型CRS(前向式、后向式和婴儿床式CRS)约束下的Q3s3岁侧面碰撞儿童假人和CRABI6个月婴儿假人的侧面碰撞实车试验结果，为侧面碰撞台车试验方法的确立提供依据。除前向式CRS中的Q3s假人的胸部压缩量(23.3mm)略高出指标值(23mm)外，其余伤害值都低于相应的伤害指标值。虽然在前向式和后向式CRS的试验中，车门腰线通过CRS侧护板间接撞击了假人头部，但头部加速度还是很低。其原因是由于CRS侧护板吸收了撞击能量，且假人头部始终处于CRS侧护板内部。建立了简单的前向式CRS的侧面碰撞有限元模型。将HybridⅢ3岁儿童假人和3岁儿童人体有限元模型的仿真结果与试验结果对比，头部、胸部和髋部的合成加速度峰值大小很接近。本研究以试验和有限元仿真为主要研究手段，对儿童乘员在不同类型CRS约束下的正面和侧面碰撞过程中的乘员动态响应和伤害值进行了深入分析和研究。应用HybridⅢ3岁儿童假人有限元模型和3岁儿童人体有限元模型建立了四种典型的前向式CRS的正面碰撞台车试验的有限元仿真模型。提出了在ISOFIXCRS的顶部拉带加限力计以减轻头颈部和胸部的受力。运用缓冲及约束能量效率理论提出了能量效率与胸部加速度之间的关系。通过对比分析HybridⅢ假人和儿童人体有限元模型的动态响应，发现两者在仿真中的体斡姿态及下颌与胸部的接触方式有较大差异。对侧面碰撞实车试验中3种类型CRS约束下的乘员动态响应及伤害值进行了对比分析，同时建立了侧面碰撞有限元模型，为侧面碰撞儿童乘员安全研究工作的开展奠定了基础。希望本研究能为我国儿童乘员安全研究工作的开展和儿童乘员安全法规的建立和实施提供参考。5.期刊论文袁庆强.赵春明.周荣.YUANQing-qiang.ZHAOChun-ming.ZhouRong中美碰撞标准对比与分析-天津汽车2007,(3)伴随着车速的不断提升,汽车的碰撞安全性已成为全球高度关注的问题.文章对中美两国汽车的正面碰撞标准、侧面碰撞标准以及给乘客带来的伤害差异进行了对比分析,从中可以认识到中国和美国标准的差距,指出中国汽车碰撞标准仍相对落后和宽松;同时考虑到我国和欧美国家人体体型和体质的差异,在伤害标准方面,我们应当继续坚持对欧美伤害标准有差异的参考.6.学位论文黄超群轿车侧面碰撞计算机仿真技术研究与应用2007随着汽车保有量的增长，道路交通事故己经成为世界性的一大社会问题。近十年的交通事故统计表明，侧面碰撞引起的交通事故均高于正面碰撞，侧面碰撞的致死率仅次于正面碰撞，而致伤率则居第一位。汽车侧面是车体中强度较薄弱的部位，侧面碰撞缓冲区较小，车体吸能的能力较弱，乘员面临的损伤风险很高。因此，开展汽车侧面碰撞安全性研究，对于提高我国汽车产品的整体安全性能具有重要意义。本文首先阐述了汽车碰撞计算机仿真分析的基础理论，在此基础上选择某轿车，对其进行了侧面碰撞计算机仿真研究。本文着重对汽车侧面碰撞仿真进行了基础性研究，分析了单元尺寸、类型以及积分点，沙漏控制方法以及焊点失效对汽车侧面碰撞仿真的影响，得出一些结论：①从计算精度和计算效率的两方面综合考虑，轿车车身单元尺寸选择12mm×12mm，选择BT单元为基本的单元类型，但是在单元的刚度计算方面考虑采用BWC单元算法，能够满足侧面碰撞仿真的要求。②车身不同的区域可选择不同的积分点，对于碰撞大变形的区域，可选择高积分点，远离碰撞区域的部件选择较低积分点。对于不同区域，积分点的数目随着变形的严重性而增加。③对侧面碰撞仿真，采用弹性刚度沙漏控制能够较好的控制沙漏模态。④焊点失效对部件的吸能有很大的影响，本文在侧面碰撞仿真中考虑了焊点失效。上述的研究对于确保汽车侧面碰撞计算机仿真的正确奠定了基础。依据法规对移动变形壁障的要求及验证试验的方法，对其的变形性能和吸能性能进行了检验，并通过修改相关的参数，使得移动变形壁障的性能特性达到法规要求；同时修正了Euro-SIDⅡ假人的部分参数，使其主要标定满足法规要求，为侧面碰撞仿真提供了正确的模型。综合各种碰撞类型模型建立的思路，建立了一个适用于侧面碰撞、正面碰撞、追尾等碰撞类型的车