汽車側碰撞中3歲兒童乘員的損傷風險分析及防護研究.pdf

1、在側碰撞中,由于被撞車門的侵入而產(chǎn)生的直接載荷,使坐在碰撞側的兒童乘員受到嚴重損傷和致命損傷的風險大大提高。正確使用兒童約束系統(tǒng)是減少碰撞中兒童損傷或死亡風險的有效方法。而兒童乘車安全性受到兒童約束系統(tǒng)的特性和汽車內(nèi)飾件等因素的綜合影響。因此,為了提高我國兒童乘車的安全性,開展對汽車側面碰撞中兒童乘員的損傷風險分析及損傷防護的研究工作具有重要意義。
　　 本文應用有限元和多剛體耦合的子結構方法建立了三歲兒童側面碰撞仿真分析模型,

2、并通過臺車試驗結果對模型進行了驗證。在此基礎上建立了三歲兒童乘員四種約束方案的計算機分析模型:(1)兒童假人無CRS約束,無側面安全氣囊；(2)兒童假人無CRS約束,有側面安全氣囊；(3)兒童假人有CRS約束,無側面安全氣囊；(4)兒童有CRS約束,有側面安全氣囊。通過對比四種情況下兒童假人的運動學和動力學響應來分析側面氣囊和CRS降低三歲兒童乘員在汽車側碰撞中損傷風險的效率。
　　 針對目前兒童約束系統(tǒng)的研究工作主要集中在兒童

3、座椅設計參數(shù)的改進、兒童座椅不同固定方式的比較,對于兒童座椅與汽車車門內(nèi)飾、座椅、安全氣囊等參數(shù)的優(yōu)化配置缺乏深入研究的情況,本文采用多目標遺傳算法對側碰撞中兒童約束系統(tǒng)進行優(yōu)化設計。運用正交試驗設計方法分析了相關設計參數(shù)的敏感性,進而建立優(yōu)化目標的回歸代理模型,最后利用基于Pareto最優(yōu)解的多目標遺傳算法進行優(yōu)化求解。
　　 研究結果表明:兒童約束系統(tǒng)和安全氣囊的配合使用能顯著降低兒童乘員的損傷風險,單獨使用側面安全氣囊對兒

4、童乘員在側碰撞中的保護效果不如單獨使用兒童約束系統(tǒng)的情況,而僅使用側面氣囊并沒有增加兒童約束系統(tǒng)頭部的損傷風險,不使用任何約束的兒童乘員乘車時的損傷風險是最高的。
　　 對兒童約束系統(tǒng)的優(yōu)化分析確定了該兒童約束系統(tǒng)主要設計參數(shù)側面氣囊的泄氣率常數(shù)為0.06,兒童座椅的上固定點位置-0.25m,座椅下固定織帶的剛度系數(shù)0.5。在最優(yōu)設計配置條件下得到的兒童頭部合成加速度峰值比初始值下降了38％。本文的研究結果對國內(nèi)的兒童乘員在側碰