汽車低速后碰撞中安全座椅的設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)頸部損傷的影響.pdf

1、在后碰撞導(dǎo)致的各種損傷類型中，頸部損傷占到全部損傷的90％以上。而后碰撞交通事故大部分都是在低速(小于25km/h)情況下發(fā)生的。因此，如何防止低速后碰撞導(dǎo)致的頸部損傷就成了車輛安全領(lǐng)域一個(gè)亟待解決的問題。 本論文通過研究安全座椅設(shè)計(jì)參數(shù)和頸部損傷之間的關(guān)系，試圖通過優(yōu)化座椅的剛度和幾何結(jié)構(gòu)等設(shè)計(jì)參數(shù)來減少低速后碰撞中產(chǎn)生的頸部損傷。為了較好地研究座椅設(shè)計(jì)參數(shù)和頸部損傷之間的關(guān)系，本論文主要采用兩種研究方法，分別是有限元方法和多

2、剛體動(dòng)力學(xué)方法。 在使用有限元方法時(shí)，首先建立并驗(yàn)證了一個(gè)有限元假人和一個(gè)實(shí)驗(yàn)座椅模型，驗(yàn)證結(jié)果表明有限元假人模型和實(shí)驗(yàn)座椅模型的組合能夠較好地模擬志愿者實(shí)驗(yàn)。采用正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，以NIC為主要評(píng)價(jià)指標(biāo)，以T1相對(duì)頭部的最大轉(zhuǎn)角為輔助評(píng)價(jià)指標(biāo)，探討了座椅系統(tǒng)中靠背和頭枕的剛度在低速后碰撞中對(duì)頸部損傷的影響。在參數(shù)分析中選取了兩種加速度脈沖，一種脈沖加速度平均值為3.1g(相對(duì)速度為7km/h)，另一種脈沖加速度平均值為6g(相

3、對(duì)速度為15km/h)。 在使用多剛體動(dòng)力學(xué)方法時(shí)，首先利用MADYMO軟件建立并驗(yàn)證了一個(gè)后碰撞仿真模型，然后利用該后碰撞模型進(jìn)行仿真試驗(yàn)，研究座椅的幾何參數(shù)，如頭枕與頭部的位置、靠背傾角和座墊傾角對(duì)頸部損傷的影響。 本論文仿真分析研究工作可得到如下主要結(jié)果和結(jié)論： 有限元座椅一假人系統(tǒng)模型的分析結(jié)果表明，與最初的安全座椅相比，使用最優(yōu)設(shè)計(jì)參數(shù)的安全座椅后NICmax減少了31.7％，θmax減少了46.3％。

4、由此可知，優(yōu)化后的座椅大大降低了頸部損傷的風(fēng)險(xiǎn)?？勘硠偠葏?shù)仿真分析結(jié)果表明，在較低速度(7km/h)和中等速度(15km/h)的后碰撞情況下，在一定的彈簧剛度范圍內(nèi)，座椅靠背的剛度越低，尤其是靠背上端部分的剛度越低，NICmax也越小，頸部損傷的可能性就越低，座椅對(duì)人體頸部的保護(hù)作用就越好。 多剛體動(dòng)力學(xué)座椅一假人系統(tǒng)模型仿真分析結(jié)果顯示，適當(dāng)?shù)販p小頭枕與頭部的水平距離和豎直距離，可以減小頸部損傷的風(fēng)險(xiǎn)。過大或者過小的靠背傾角