微型面包車正面碰撞中駕駛員下肢損傷機(jī)制與防護(hù)研究.pdf

1、我國作為世界上道路交通事故死亡人數(shù)最多的國家之一，每年因交通事故造成的經(jīng)濟(jì)損失巨大，同時(shí)給事故家庭帶來沉重的精神和生活打擊。微型面包車由于載客多、空間大、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)受到人們的喜愛，但由于微車車體結(jié)構(gòu)單薄，事故發(fā)生時(shí)車體結(jié)構(gòu)變形較大，車內(nèi)乘員往往損傷嚴(yán)重。因此，進(jìn)行全面且細(xì)致的微型面包車交通事故深度調(diào)查具有重要意義，通過事故深度調(diào)查可進(jìn)行交通事故成因分析、人體損傷機(jī)制分析、車輛安全性分析以及為交通安全管理部門提出合理的建議等。
　

2、　本研究的重點(diǎn)為駕駛員下肢損傷，因此在篩選案例時(shí)著重關(guān)注有駕駛員詳細(xì)傷情的案例，且事故類型為微型面包車正面碰撞的事故。經(jīng)過對(duì)微車事故類型進(jìn)行統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，微型面包車事故類型按統(tǒng)計(jì)量從多到少的排序分別為車撞行人、與摩托車碰撞、與貨車碰撞、與小轎車碰撞、與自行車碰撞、與固定物撞擊及其他事故類型。其中較符合微車正面碰撞事故類型且數(shù)量較多案例為微車與貨車碰撞事故。微車與貨車碰撞又分為微車與貨車對(duì)撞和微車追尾貨車。微車與貨車對(duì)撞事故中兩車一般均有初始

3、速度，從而微車相對(duì)貨車的碰撞速度較高，這種工況中微車駕駛員基本難以生還，且如此高速度的仿真重建難以實(shí)現(xiàn)。而微車追尾貨車事故中微車相對(duì)于貨車的碰撞速度較低，仿真成功率較高，因此本文選擇微車追尾貨車的事故進(jìn)行重建研究。
　　本文通過有限元仿真方法研究其損傷機(jī)制。首先，給微型面包車模型構(gòu)建安全帶，然后將微車模型和THUMS進(jìn)行集成，從而構(gòu)建了微型面包車追尾貨車和微型面包車正碰剛性墻這兩種碰撞工況。兩工況碰撞速度均為56km/h，對(duì)兩工況

4、中的車輛動(dòng)力學(xué)響應(yīng)、車輛減速度、儀表板侵入量進(jìn)行了對(duì)比分析。微車追尾貨車工況中駕駛員脛骨和股骨von Mises等效應(yīng)力峰值分別為133MPa和126MPa，微車碰撞剛性墻的工況中脛骨和股骨von Mises等效應(yīng)力峰值分別為139MPa和99MPa。與微車碰撞剛性墻相比，微車追尾貨車工況中車體最大減速度峰值較小、儀表板侵入量較大。仿真結(jié)果與尸檢報(bào)告中駕駛員下肢傷情吻合度較好。微車追尾貨車工況中，駕駛艙的侵入是導(dǎo)致駕駛員股骨損傷風(fēng)險(xiǎn)增加

5、的主要因素。這些研究結(jié)果驗(yàn)證了有限元仿真方法在人體損傷機(jī)制分析方面的有效性。微車追尾貨車的事故中，由于貨車車箱尾板與后防撞護(hù)欄的離地高度均較高，導(dǎo)致微車主要吸能為引擎蓋、前艙、A柱等較高位置，由于這些部位強(qiáng)度遠(yuǎn)低于前保險(xiǎn)杠與前縱梁，導(dǎo)致轉(zhuǎn)向系統(tǒng)與儀表板對(duì)駕駛艙的侵入量大大增加，儀表板的侵入量主要導(dǎo)致駕駛員股骨損傷加重。因此，降低貨車尾部防撞護(hù)欄高度與內(nèi)置量，增加微型面包車前艙與A柱結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，微型面包車車頭安裝高位保險(xiǎn)杠均可降低車輛追尾過