C-NCAP正面碰撞后排女性假人颈部损伤研究
乘用车正面碰撞中假人膝部碰撞的研究与应用
doi:10.3969/j.issn,1005-2550.2019.06.014乘用车正面碰撞中假人膝部碰撞的研95与应用孙涛，王熙泉，陶钧(东风延锋汽车饰件系统有限公司，武汉430056)摘要：在乘用车正面碰撞过程中，为了保护乘员避免受到下肢韧带断裂，瘫痪等严重伤害，中国新车评价规程(C_NCAP)设定了评价假人大腿部位的损伤指标。
为了提高在C_NCAP汽车碰撞试验中的大腿部位得分，本文展开了假人腿部伤害机理、影响因素，分析方法的研究，并着重介绍了仪表板子系统膝碰评价方式，同时还以某车型膝碰问题改善为例介绍了膝碰研究成果在实际中的应用。
关键词：C_NCAP；正面碰撞；膝部碰撞；CAE；仪表板中图分类号：U463.83+7文献标识码：A文章编号：］005-2550(2019)06-0070-06The Research and Application of Knee Impact in Vehicle FrontalCrashSUN Tko,WANG Xi-quan,IAO Jun(Dongfeng Yanfeng Automotive Trim Systems Co.,Ltd,Wuhan430056,China)Abstract:In order to protect the occupant from serious injuries such as rupture and paralysis of lower limb ligaments during the frontal collision of passenger cars,the C_NCAP(Chinese New Car Assessment Program)sets the injury criteria of the dummy's femur andknee.In order to improve the scores in the C NCAf^the injury mechanism,the influencingfactors and the analysis method of the dummy knee impact are studied in this paper.Theinstrument panel subsystem evaluation method of the knee impact is also introduced,andciting a troubleshooting as an instance to introduce the application of knee impact research inpractice.Key Words:Inclined Leaf Spring Independent Suspension;Structural Parameters;Finite Element;Maximum Stress;Optimization收稿日期：2019-3-20孙涛毕业于湖北汽车工业学院，工学学士学位，现任东风延锋汽车饰件系统有限公司技术中心资深CAE工程师，主要研究方向：汽车内饰的被动安全。
碰撞模拟仿真对车辆碰撞事故中乘员头颈部损伤的保护效果分析
碰撞模拟仿真对车辆碰撞事故中乘员头颈部损伤的保护效果分析车辆碰撞事故是造成众多人员伤亡和财产损失的主要原因之一。
在碰撞事故中，乘员的头颈部是最容易受到伤害的部位之一，因此研究和分析碰撞模拟仿真在乘员头颈部保护中的效果至关重要。
本文将对碰撞模拟仿真在车辆碰撞事故中乘员头颈部保护效果进行深入分析。
1. 碰撞模拟仿真技术的发展和应用碰撞模拟仿真技术是通过数值计算模拟真实碰撞过程，预测碰撞时乘员受力情况、车辆畸变程度以及乘员头颈部损伤风险等。
随着计算机技术的飞速发展和计算能力的提高，碰撞模拟仿真技术被广泛应用于汽车设计、安全性评估和事故重建等领域。
其结果可以提供车辆结构设计改进的依据，进一步提高车辆的安全性能。
2. 碰撞模拟仿真对乘员头颈部损伤的保护效果评估2.1 乘员头颈部损伤机理分析乘员头颈部在车辆碰撞事故中容易发生损伤的主要原因是突发的冲击力导致颈椎的过度伸展和扭曲，造成软组织拉伤或骨折等损伤。
碰撞模拟仿真可以模拟真实的碰撞过程，通过计算乘员头颈部在碰撞中承受的力和位移来评估头颈部的损伤风险。
2.2 头颈部损伤评估指标常用的头颈部损伤评估指标包括颈椎力、颈椎拉伸应变、颈椎扭矩等。
这些指标可以通过碰撞模拟仿真中乘员头颈部的运动和受力情况进行计算和分析，从而评估头颈部损伤的程度和风险。
3. 碰撞模拟仿真在车辆碰撞事故中的应用案例3.1 增强车辆结构设计通过碰撞模拟仿真技术，汽车制造商可以对车辆结构进行优化设计，提高车辆在碰撞事故中的承载能力和吸能性能。
以减小乘员头颈部损伤风险。
3.2 优化安全气囊系统碰撞模拟仿真还可以应用于安全气囊系统的优化设计。
通过仿真可以模拟真实碰撞过程中安全气囊的展开时间、展开力度和位置等，从而降低乘员头颈部受伤的风险。
4. 碰撞模拟仿真技术存在的问题与挑战4.1 模型的精度和复杂度碰撞模拟仿真的精度和复杂度直接影响到仿真结果的准确性。
目前，针对乘员头颈部的模型仍然存在一定的局限性，如缺乏准确的生物力学参数和不完善的组织模型。
正面碰撞第二排女性假人伤害影响因素研究
【 关键词】 正面碰撞 第二排乘员 安全带
ｄ ｉ１ ． ９ ９ ｊｉ ｎ １ ０ －５ ４ ２ １ ． ２ １ ｏ ：０ ３ ６ ／．ｓ ． ０ ７４ ５ ．０ ２ ０ ．５ ｓ
本文将在碰撞试验数据和仿真模型 的基础上 ， 对
０ 引 言
时， 如何对车内乘员进行保护 ， 尽量减少其所受伤
害 。对 于前 排 乘员 来说 ， 全 带 、 安 溃缩 式转 向柱管 及 安全气 囊 等这些 安全 性 配 置将 在 碰撞 过 程 中对 前 排乘 员进 行 有 效 保 护 ， 国和 欧 盟 的 Ｎ Ａ 中 Ｃ Ｐ评
工况 ， 要求第 二 排左 侧 放 置 ５ｈ女 性假 人 ， 加 入 ｔ 并
１ １ ２ 胸部 伤 害值 ．．
根据 笔者 对 １ 车 型 （ 括 小 型车 、 ０个 包 Ａ级 车 、
Ｂ级车 、 Ｐ 等车型 ） １ ＭＶ ，８次碰撞 试验 的统计 结
果， ８款车 型 ，５个正 面碰 撞试 验类 型并 未 发生 头 １ 部二 次接触 （ 用 录像 分 析 法 和 Ｓ Ｅ ０２条 款 ５ 采 Ａ ２５ 的计 算方 法 确 认 ） 。仅 有 两 个 车 型 的 ３个 试 验 头 部发 生二 次接触 ， 并且 发 生 二次 接触 的头 部 Ｈ Ｃ Ｉ 均超 出１００ ０ 。其 中车 型 １是 某 微 型 轿 车 ， 生 二 发 次接 触 的碰 撞 工 况 是 ６ ｍ ｈＭＤ 通 过 录像 分 ４ｋ ／ Ｂ， 析 ， 人在９ ｓ 后 排 左 侧 车 门板 发 生 接 触 ， 假 ４ｍ 与 造 成头部 伤 害值 Ｈ Ｃ 高 ， 能 的原 因是 车辆 碰撞 Ｉ 过 可 中 Ｙ Ｗ 的影响及 安全 带 固定 位 置 的不 合理 ； 型 Ａ 车 ２主要原 因是 第 二 排采 用 的两 点式 安 全 带 所 造 成
基于C-NCAP正面碰撞研究——以后排小身材假人得分与影响因素为例
91论文Thesis【_劭车专市兰】基于C-N C A P正面碰撞研究—以后排小身材假人得分与影响因素为例文/赵思远刘倩博成立州陈海军[摘要]本论文使用MADYMO软件建立了包含小身材假人的50 km/h正面全宽碰撞后排乘员约束系统仿真模型。
选取坐垫摩擦系数、坐垫刚度、坐垫长度、坐垫倾角、座椅靠背角、安全 带限力级别、安全带预张紧器作用时间、安全带上固定点位置、安全带锁扣位置这九个设计参数，分析各参数对后排小身材假人伤害的影响，总结出后排乘员约束系统设计规律3 [关键词]碰撞安全性小身材假人约束系统Abstract: I n this paper, M A D Y M O software i s used to establish the simulation model of the rear row occupant restraint system for 50 km/h full-width frontal crash with small-sized dummy. Base on the nine design parameters, including cushion f r i c t i o n coefficient, cushion stiffness, cushion length, cushion t i l t angle, seat back angle, seat belt force l i m i t l e v e l, seat belt pre-tensioner action time, seat belt safety fixed point position, and seat belt lock position, the paper analyzes the impact of each parameter on rear-row small-sized d u m m y i n j u r y, and summarizes the design rules of rear-row occupant restraint system.Keywords: Crash safety; Small-sized dummy; Restraint system近年来，我国经济不断发展，汽车的保有量和驾乘人员增加快速，小身材乘员人数也随之增长。
汽车正碰后排假人胸压伤害原因分析和优化
1・2数据提取结果
间普通三点式安全带。通过第1轮数据提取获得的后
试验车的气囊控制器配置为8回路，包括主副驾 排数据结果显示，正面碰撞中后排假人伤害低于目标 单级气囊、主副驾预紧限力式安全带、前排左右侧气 值,主要由于颈部和胸压伤害大引起。后排女性假人伤
囊、左右侧气帘、后排左右两侧三点式限力安全带、中 害的目标值和初步得分，如表2所示。
20
17.6(14.8+2.8)
20
17.1(14.8+2.3)
20
19.0
5
4.0
5
5.0
15.6（五星门槛82）
得分率/% 89.57(门槛 85)
71.30(门槛 65) 80.00(门槛 38)
-27 -
矶*技术聚焦FOCUS
En鑰汽车工程师
2019年11月
设计•创新
that the dummy moved forward a lot and the chest injury score of the rear female dummy was low, which did not reach the target value. After building the simulation analysis model and carrying out the slide test, it is found that the main reason for the low injury score of the dummy is the influence of the rear seat and the safety belt. By strengthening the rear seat, optimizing the safety belt latch, changing the position of the guide ring of the safety belt outlet, and using the pre -tightening force limiting safety belt, the performance goal is finally achieved. By summarizing and analyzing the optimization process, the relevant experience is transformed into the design process to guide the development and design of new models.
汽车碰撞试验假人的标定试验
汽车碰撞试验假人的标定试验摘要：假人参数在碰撞试验中对碰撞模拟结果有显著影响，分别对汽车正面碰撞实验应用的HybridⅢ男性假人头部与颈部标定试验要求、步骤等及实验结果的分析方法进行了详细介绍，并通过具体试验对某HybridⅢ做了头部与颈部的标定。
关键字：假人；汽车正面碰撞试验；标定试验Abstract：The parameters of dummies have a significant impact on simulation results in the crash test. It illustrated the test requirements，steps and presented detailed analysis of the test results of head and neck calibration test of Hybrid Ⅲmale dummy in the front crash test. All the test methods are demonstrated in the head and neck calibration test of some Hybrid Ⅲ.Key words: anthropomorphic; vehicle frontal crash test; demarcate test1 试验意义汽车碰撞试验属于汽车被动安全的研究范围，其目的主要是检验碰撞过程中车辆对乘员的保护能力。
碰撞试验的危险性，使得在实验中不可能是用进行真人，国外研究机构在大量尸体解剖工作的基础上，根据人体的动力特性及各部位的质量大小等，制造了假人，它可以代替人体用于汽车碰撞实验，模拟真人受到的伤害情况，并经标定后可以重复使用。
在试验中，通过在假人头部、胸部以及腿部安装传感器采集试验过程中的数据，这些数据能够体现汽车碰撞时，力、位移、加速度等物理量对人体的作用，通过数据采集系统将这些数据转换为数字信号由计算机处理，通过计算得出HPC（head Performance Criterion，头部性能指标）、ThPC（Thorax Performance Criterion，胸部性能指标）、FPC（Femur Performance Criterion，大腿性能指标）等伤害指标。
绩效考核5大指标有些颈部指标 亦简单亦复杂
绩效考核5大指标有些颈部指标亦简单亦复杂颈部指标是C-NCAP考卷中最简单也最复杂的一项。
说它简单，是因为大部分车型都能得到高分，失分的车型很少。
说复杂呢，颈部是一个通过大量神经、血管、气管的重要部位，其伤残机理非常复杂，单纯的几个指标很难反映其实际受伤害情况。
C-NCAP颈部指标测试成绩分析C-NCAP三项测试中，侧碰没有颈部指标这一项，而40%偏置碰撞头部和颈部成绩是合并在一起的，因此比较有说明意义的只剩下了正面100%碰撞试验。
在C-NCAP已测试的37款车型中，共有6款车型在正面100%碰撞的颈部指标上有失分，占16%。
从具体得分情况来看，通用雪佛兰乐驰失分最多，只获得了满分2分中的0.5分。
其它车型虽然也有失分，但都能得到60%以上的分数。
特别是奇瑞QQ和天津一汽威志，虽然有失分，但都得到了90%以上的分数，因此总体得分还是令人满意的。
从具体失分情况来看，乘员位假人比驾驶员位假人更容易失分，雪佛兰乐驰、哈飞路宝、天津一汽威志和奇瑞QQ都是乘员位假人颈部丢的分，只有南京菲亚特派朗和吉利自由舰是驾驶员位假人颈部失分。
那么，这个成绩是不是说明目前我国市场上的绝大多数车型对颈部的保护都很好呢，这个问题很难说，我们首先得看看颈部的伤害机理。
颈部的伤害机理人体的颈部是个非常复杂的机构，主要有颈椎、颈部肌肉、椎间盘和韧带组成。
颈部的生物力学功能是支撑头部，将头部的载荷传递给躯干，完成头颈部运动，保护脊髓。
颈部的运动主要由颈椎椎骨和韧带组成的关节完成，同时各种软组织提供缓冲、减震和约束的功能。
颈部的主要关节有寰枕关节、寰枢关节和小关节。
由于颈椎本身结构的特殊性和功能的重要性，在交通事故中往往在与头部一起的惯性运动中发生各种形式的伤害。
颈部损伤可以分成三种程度。
第一种是轻微的伤害，只会招致颈部僵硬或些许疼痛;第二种是较严重的损伤，颈部动作范围到达极限，引起肌肉与骨骼的损伤;第三种是最严重的损伤，由于骨折错位或者外物的刺入会导致神经系统受损，机体部分功能丧失，甚至瘫痪。
c-ncap评价标准
c-ncap评价标准C-NCAP评价标准、C-NCAP评价标准主要包括以下三个方面：试验项目，性能指标与评分办法，得分与星级评价，下面一一介绍。
1.试验项目1.1正面100%重叠刚性壁障碰撞试验试验车辆100%重叠正面冲击固定刚性壁障，壁障上附以20mm 厚胶合板。
碰撞速度为50-51km/h（试验速度不得低于50km/h）。
试验车辆到达壁障的路线在横向任一方向偏离理论轨迹均不得超过150mm。
在前排驾驶员和乘员位置分别放置一个Hybrid III型第50百分位男性假人，用以测量前排人员受伤害情况。
在第二排座椅最左侧座位上放置一个Hybrid III型第5百分位女性假人，最右侧座位上放置一个P系列3岁儿童假人，用以测量第二排人员受伤害情况。
若车辆第二排座椅ISOFIX固定点仅设置于左侧，可以将女性假人放置的位置与儿童约束系统及儿童假人调换。
对于两门单排座车型，仅在前排驾驶员和乘员位置分别放置一个Hybrid III型第50百分位男性假人，用以测量前排人员受伤害情况。
1.2正面40%重叠可变形壁障碰撞试验试验车辆40%重叠正面冲击固定可变形壁障。
碰撞速度为63-65km/h，偏置碰撞车辆与可变形壁障碰撞重叠宽度应在40%车宽±20mm的范围内。
在前排驾驶员和乘员位置分别放置一个Hybrid III 型第50百分位男性假人，用以测量前排人员受伤害情况。
在第二排座椅最左侧座位上放置一个Hybrid III型第5百分位女性假人，用以测量第二排人员受伤害情况。
对于两门单排座车型，仅在前排驾驶员和乘员位置分别放置一个Hybrid III型第50百分位男性假人，用以测量前排人员受伤害情况。
在试验中需测量A柱、转向管柱和踏板变形量。
1.3可变形移动壁障侧面碰撞试验在移动台车前端加装可变形蜂窝铝，移动壁障行驶方向与试验车辆垂直，移动壁障中心线对准试验车辆R点，碰撞速度为50-51km/h（试验速度不得低于50km/h）。
100％正面碰撞中第二排女性假人的动力学响应特点
100％正面碰撞中第二排女性假人的动力学响应特点朱海涛;白鹏;张向磊【摘要】The second seat row has a high riding rate but a low rider protection level in vehicles running in China. This paper investigates test methods based on the 100% frontal impact test rule of 2009 version of China New Car Assessment Program (C-NCAP), and presents a quantitative evaluation method for the biomechanics limit value of the second row passengers. Tests in vehicle 100% frontal impacts for 29 types of vehicles recently coming into China's market showed that the second row occupants suffered fatal neck injury in 17 types of the vehicles (58.8% of total vehicle samples) and fatal chest injury in 10 types of vehicles (34.5% of total vehicle samples). The analyses show that the seat belt shoulder strap, neck tension force, and chest compression displacement have an approximately linear relationship in the dynamics response characteristics of mixed III type, the 5th percentile, female dummies in the second row seats. The results indicate that the occupant upper body injury is mainly caused by the safety belt shoulder strap. Therefore, parameter optimization and adjustment are necessary for common safety belts to effectively reduce the harm.%中国乘用汽车第二排乘坐率高，对乘客员的保护力度不够。
正面碰撞试验中假人颈部伤害分析方法的研究与应用
・
５１ ・
是
图 １ 假 人 受 力 不 意 图
图 ２ 假 人 头 和 胸 向加 速 度
下 ， 部 的伤 害过程 进行分 析 。 颈
忽 略传 递过 程 及颈 部 弹性作 用产 生 的滞 后现 象 ， 可 将 头 、 、 的运 动过 程 近 似 地 分成 四个 则 颈 胸
时 间点 三个 阶段 ， 四个 时 间点分 别 用 Ａ、 Ｃ、 Ｂ、 Ｄ表 示， 中， 其 Ａ为碰撞起 点 ， Ｂ为安全带 肩带 达到 最大 拉力 时刻 ， Ｃ为假 人胸 部 开始 回弹时 刻 ， Ｄ为分 析 “ 终点 ” 则按 阶段 分 ， ， 三个 阶段 分别 为 ：
对人 体 的 保 护 效 果 达 到 最 佳 。分 析 中 ， 向 按 方 Ｓ Ｅ ２ １１中指定 的座标 系 的规 定 ： Ａ Ｊ１． 头相 对胸 向后 运动 Ｆ 为 正 ； 部 受 拉 Ｆ 为 正 ； 巴 朝 向胸 颈 ： 下
为正。
全带 的作 用 是 限 制 乘 员 的突 然 移 动 ， 防止 或 减 以
正面碰撞试验中假 人颈部伤害分析方法的研究与应用
商恩 义 李 洪梅 （ 上海东方久乐汽车安全气囊有限公司， 上海 ２１０） ０２１
杨 斌 （ 国家汽车质量监督检验中心 ， 襄樊 ４ １０ ） ４０４
【 摘要】 通过对碰撞试验中 假人的运动情况分析， 指出碰撞中颈部的伤害是由头和胸的相对运动产生
【 主题词】 碰撞试验
汽车
研究
运 动 ， 而 减 小 头 和 颈 因相 对 运 动 造 成 的 伤 害 。 进
０ 前 言
随着 汽车 安 全 性 要 求 不 断 提 高 ， 们 对 碰 撞 人
如 图 １ 示 ， 正 面碰 撞 过 程 中 ， 所 在 假人 上 体Байду номын сангаас通 常仅
汽车正碰后排假人胸压伤害原因分析和优化
车辆工程技术5车辆技术0 引言 当前，很多汽车都经过长时间的发展，其研发测试也愈发完善，评价的标准也愈发严格，对后排人员伤害的测试也愈发被重视。
车辆后排假人受到的伤害会受到多种因素的影响，比如车体的加速度，座椅和安全带的性能，假人的尺寸等，都会对假人受伤程度产生影响。
本文使用仿真与滑台实验分析，探究后排假人受伤的原因，分析降低伤害的措施，进而优化相关性能。
1 汽车正碰后排假人胸压伤害的研究分析1.1 设定目标 某车型设计时目标是2018版C-NCAP，经过对内部与外部造型进行改造，增加了轴距，并对侧围进行重新研发，对车身部分结构进行优化设计。
整体优化的重点为：提升车辆在受到正面或侧面撞击后，后排假人受到的伤害程度、保护行人以及AEB性能等。
1.2 提取数据结果 试验车气囊控制器的配置是8回路，经过第一轮数据后相关结果，在遇到正面撞击后，后排假人受到的伤害比目标值低，主要因为胸压与颈部伤害过大导致，目标值与相关得分如下表：表１项目50km/h刚性墙碰撞（FRB）头颈胸部总分结果 1.600.62 2.22目标 1.60.2 1.00 2.80 上表显示，经过摄像与相关数据可以发现，在发生碰撞后，汽车速度减慢，假人由于惯性因素向前移动，骨盆朝前方滑动，身躯也向前弯曲，安全带在这一过程中都有效发挥作用，没有出现失效情况。
假人运动时，头部没有和前排的座椅或者其他零件相撞，但是假人由于碰撞初期，骨盆的前移量非常大，安全带也不能对骨盆有效进行束缚，导致安全带压力都作用在了假人的身躯上，肩部也没有发挥分解作用，胸部面临的压力不断增加，导致有较大位移，而且最后假人严重甩头，导致颈部有很大的Z向力。
2 汽车正碰后排假人胸压伤害的优化措施 假人胸部的伤害变大，主要是因为安全带对胸部有直接作用的力，且不断增大，持续的时间也比较久，根据仿真和滑台模型发现，假人受到的伤害主要受安全带以及后排的座椅影响，具体如下：2.1 后排座椅与坐垫 后排的座椅本身具有防止下潜的泡沫式结构，座椅结果主要是金属骨架，座椅的靠背和坐垫是分体式，坐垫的前部是卡接形式，其后部则借助螺栓和整个车身相连，实验时，座椅后部结构与坐盆支架都出现了变形，并且向前移动，安装点没有阻止坐垫的前移，所以假人也一起前移，防下潜结构也因为前移没有发挥应有的作用，导致假人的骨盆随之前移。
正面碰撞试验中后排女性假人胸部损伤的影响因素
（ Ｇｒ ｅ ａ ｔ Ｗａ ｌ ｌ Ｍｏ ｔ ｏ ｒ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｃ ｅ ｎ ｔ ｅ ｒ ， Ｈｅ ｂ ｅ ｉ Ａｕ ｔ ｏ Ｅｎ ｇｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｃｅ ｎ ｔ ｅ ｒ ， Ｂａ ｏ ｄ ｉ ｎ ｇ ０ ７１ ０ ０ ０ ， Ｃｈ ｉ ｎ ａ ）
胸部 刚度低 于男性假 人胸部刚度，约为一半 ； ５ ％ 女性假 人配带 ５ ０ ％男性假 人安全带，有效作用起 步
时间比男性假 人偏晚，迟约 ３ ０ ｍ ｓ ，且后期形成急速拦截冲击，这 些因素导致了 后排 女性假 人胸部伤 害普遍较高。 因而，较高的车体 前端 刚度 ，比较有利于后排女性假 人胸部的保护。
正面碰撞试验中后排女性假人胸部损伤的影响因素
商恩义 ，陈现岭，师玉涛
（ 长城汽 股份有 限公司技术 中心，河北省汽车工程技ｌ 术研究 中心，保定 ０ ７ １ ０ ０ ０ ．中 ）
摘 要 ：在新版 中国新车评价 规程 （ Ｃ — Ｎ Ｃ Ａ Ｐ ） 评价指标 中，正面碰撞试验 中后排女性假人 胸部 是失分 重点部位 ，胸部伤害的影响因素是 当前被动安全研 究的重点之一。该 文在约束 系统开发过程中进行 了 １ ２ 次５ ０ ｋ ｍ ／ ｈ实车正面碰撞试验 ，用与前排 ５ ０ ７ ｏ 男性假人 对比方法，研 究了后排女性假人胸骨刚度 、 安全 带作用效 果 、安全带作用时机 、及假 人相对运动。结果 表明：在普通安全 带作用下，女性假 人
Ｉ Ｓ Ｓ Ｎ １ ６ ７ ４ — ８ ４ ８ ４ 汽午安 与 “ １ ￣ ｆ ｌ ｕ 学报 ，２ ０ １ ３ 年 ，第 ４卷
正面碰撞中小身材女性驾乘人员损伤防护研究
2016年（第38卷）第12期汽车工程A u to m o tiv e E n g in e e rin g2016 (Vol.38) No.122016229正面碰撞中小身材女性驾乘人员损伤防护研究*唐友名“2,颜凌波2,罗骞2,曹立波“2(1.廈门理工学院，福建省客车及特种车辆研发协同创新中心，廈门361024;2.湖南大学，汽车车身先进设计制造国家重点实验室，长沙410082)[摘要]事故统计数据表明，在碰撞事故中，约束系统对小身材女性乘员损伤的防护效果比男性差。
本文旨在确定约束系统中对前排小身材女性驾乘人员的响应有显著影响的主要参数，并利用遗传算法N S G A-I I优化约束系统，以提高其对小身材女性乘员的防护效果。
结果表明，合理匹配约束系统参数可有效降低前排驾乘人员的头部损伤，但对其胸部损伤的影响较小。
驾驶员和前排乘员胸部损伤的主要来源分别为安全气囊和安全带载荷。
参数优化后，前排驾乘人员头部和颈部损伤风险明显降低，在欧洲N C A P测试中总评分提高37. 3%。
关键词：女性乘员;正面碰撞；约束系统;遗传算法A Study on Injury Protection of Female Driver andOccupant with Small Stature in Frontal CrashTang Youming1，2，Yan Lingbo2，Luo Qian2 &Cao Libo1，21. Xiamen University o f Technology，Fujian Collaborative Innovation Center for R&D o f Coach and Special Vehicle，Xiamen361024;2. Hunan University，State Key Laboratory o f Advanced Design and Manufacturing for Vehicle B ody，Changsha410082[Abstract]A c c i d e n t s t a t is t i c a l d a t a i n d i c a t e t h a t t h e i n j u r y p r o t e c t i o n e f f e c t s o f r e s t r a in t s y s te m o n f e m a le o c c u p a n t s w it h s m a ll s t a t u r e a r e p o o r e r t h a n t h a t o n m a le o c c u p a n t s.T h i s p a p e r a im s t o d e t e r m i n e t h e m a in p a r a m et e r s o f r e s t r a in t s y s te m s i g n i f i c a n t ly a f f e c t in g t h e r e s p o n s e s o f f e m a le d r i v e r a n d o c c u p a n t w it h s m a ll s t a t u r e i n f r o n t r o w，a n d u t i l i z e g e n e t ic a lg o r it h m N S G A-I I t o o p t im iz e r e s t r a in t s y s te m s o a s t o e n h a n c e i t s i n j u r y p r o t e c t io n e f f e c t s o n f e m a le o c c u p a n t s w i t h s m a ll s t a t u r e.T h e r e s u lt s s h o w t h a t t h e r a t i o n a l m a t c h in g o f r e s t r a in t s y s te m p a r a m e t e r s c a n e f f e c t i v e l y r e d u c e t h e h e a d i n j u r y o f d r i v e r a n d o c c u p a n t i n f r o n t r o w b u t h a s r e la t i v e l y s m a ll e f f e c t s o n t h e i r c h e s t i n j u r y.T h e m a in s o u r c e o f c h e s t i n j u r y o f d r i v e r a n d f r o n t r o w o c c u p a n t is s a fe ty a i r b a g a n d t h e lo a d o n s a fe ty b e l t r e s p e c t iv e l y.A f t e r p a r a m e t e r o p t i m i z a t i o n，t h e r is k s o f h e a d a n d c h e s t i n j u r ie s o f d r i v e r a n d f r o n t r o w o c c u p a n ts i g n i f i c a n t ly r e d u c e w it h t h e i r o v e r a l l s c o r e i n E-N C A P te s t in c r e a s e s b y 37. 3%.Keywords：female occupants；frontal crash；restraint system；genetic algorithm刖言据统计，在1996-2005年的汽车碰撞事故中，女性死亡人数约占全部死亡人数的32%,而男性 死亡人数约占68% [|]。
C-NCAP规则(2012版)中关于后排假人的砰价研究
指标纳 入 总体评 分体 系 中 ，对 于提高 车辆 整体 安全
性 能具 有积 极意 义 。
进 行 了单 独 评价 ，Ｕ —Ｎ Ａ 在侧 面ＭＤ 试 验 中对 Ｓ ＣＰ Ｂ 撞 击 侧 的后 排 ＳＤ Ｉ 假人 进 行 了考 核 。可 见 ，随 Ｉ— Ｉ ｓ 着 乘员 保护 研究 的不 断深 入 ，对后 排乘 员 的伤 害研 究 也得 到 了各 国相 关 领域研 究 者 的重 视 。 Ｃ Ｎ Ａ 规 则 （０ ６ ，２ ０ 版 ） 后 排 乘 员 — Ｃ Ｐ ２０ 版 ０９ 对
Ｃｉ ｉ ｔｐ ｔｉ ＆ ｐｌ ｔｎ标准解读与应用 ｒ ｒ Ｉ ｒｅ ｔｎ Ａ ｐ ａ ｔ ｏ ｎ ｒａ ｅｎ ｅ ｏ ｉｉ ｃｏ
Ｃ Ｎ Ａ ￣ （０ ２ ） － Ｃ Ｐ Ｗ ｌ２ １ 版 巾 Ｗ Ｊ
关于后排 假人的评价研究
朱海 涛 ，张 向磊 ，李 充
（ 国 汽 车技 术研 究 中心 ，天 津 ３ ０ ６ ） 中 ｏ １２
摘 要 ：Ｃ Ｎ Ａ 实 施 六年 来 ，通 过 对 不 同车 型 的 测 试 ，积 累 了大 量 的 后 排 假 人 测 试 数 据 。 在 Ｃ Ｎ Ａ 规 则下 进 行 试 验 ， — Ｃ Ｐ — Ｃ Ｐ
对 车辆 评 价 星级 与 后 排 假 人 伤 害 之 阃 是 否 具 有相 关性 ，在Ｃ Ｎ Ａ ＃ 则 改 版 中是 否 有 必要 将 后 排 假 人 的 伤 害 指标 纳 入 车 辆 的 － Ｃ ＰＬ
ｃ ｍｕｌｔ ｄ ａ ｌｒ ｅ ｎｕ ｕ ａ ｅ ａ ｇ ｍｂｅ ｆｒ ａ ｕ ｒ ｏ ｅ ｒ ｄ ｍｍｙ ｔ ｓ ａ ａ ｅ ｔｄ ｔ ．Ｂｙ ｃ ｎ ｕｃｉ ｅ ｔ ｎ ｅ ｈｅ ｅ ｉｔｎｇ Ｃ— ＮＣＡＰ ｕ ｅ ．ｔ ｉ ｏ ｄ ｔｎｇ ｔ ｓｓ ｕ ｄ ｒｔ ｘ ｓｉ ｒｌｓ ｈｓ
客车座椅乘员保护假人颈部伤害研究
doi:10.16576/ki.1007-4414.2016.02.024客车座椅乘员保护假人颈部伤害研究∗张科峰,颜长征,周从荣,马瑞雪(重庆车辆检测研究院国家客车质量监督检验中心,重庆㊀401122)摘㊀要:目前国内外客车座椅乘员保护标准,均只对假人头部㊁胸部及大腿的伤害指标作了要求,而未涉及假人的颈部伤害㊂而在现有的C-NCAP新车安全评价标准中,颈部伤害却是一个很重要的评分项,可见颈部伤害指标的重要性㊂通过对国内某款客车座椅进行CAE分析,研究其对假人颈部的保护性能㊂关键词:客车座椅;乘员保护;颈部伤害中图分类号:U461.91㊀㊀㊀㊀㊀㊀文献标志码:A㊀㊀㊀㊀㊀㊀文章编号:1007-4414(2016)02-0073-03Neck Injury Study of the Occupant Protection for Coach SeatZHANG Ke-feng,YAN Chang-zheng,ZHOU Chong-rong,MA Rui-xue(National Coach Quality Supervision and Testing Center,Chongqing Vehicle Test and Research Institute,Chongqing㊀401122,Chian) Abstract:Coach seat occupant protection standards at home and abroad,only specified the injury of dummy head,chest,and didn't involve neck injury.In the existing C-NCAP safety evaluation standard,the neck injury is a very important evaluation item,so the neck injury index is very important.Through analyzing the CAE of a domestic coach seat,the protection perform-ance for neck injury of dummy is studied.Key words:coach seat;occupant protection;neck injury0㊀引㊀言座椅作为乘员约束系统的主要安全部件是汽车被动安全保护中起决定性作用的组成部分㊂其在被动安全中的主要作用包括:在发生事故时保证乘员处于自身的生存空间之内,并防止其它车载体(如:其它乘员㊁货物等)进入这个空间;使乘员在事故发生过程中保持一定的姿态,配合其它的约束系统(如安全带㊁安全气囊等)一起充分发挥其保护效能[1-3]㊂随着汽车安全技术的不断提高,尤其是随着安全带㊁安全气囊等安全配置的日益普及,轿车在正面碰撞中乘员颈部伤害明显降低,但是对于客车乘员保护来说,乘客座椅一般都是用的普通紧急锁止三点式安全带,有的甚至是两点式安全带,并且没有安全气囊,所以乘员颈部伤害问题还是很严重,在当前的CNCAP正面碰撞试验项目中,颈部伤害值已成为汽车安全性评价的一个重要指标㊂所以研究客车乘员保护颈部伤害非常重要㊂1㊀颈部传感器布置㊁计算方法及伤害机理1.1㊀颈部传感器布置和计算方法假人上颈部结构及传感器布置如图1所示,在正面碰撞中假人颈部伤害值的评价指标有:颈部剪切力F x,颈部伸张力F z和颈部弯矩M oy㊂其中M oy由公式M oy=M y-0.01778ˑF x计算得到[4]㊂颈部剪切力F x为假人在碰撞过程中颈部受到的在X方向的剪切力,假人头部相对于胸部向后运动或胸部相对于头部向前运动时F x为正㊂颈部伸张力F z为假人在碰撞过程中颈部受到的在Z方向的张力,假人头部相对于胸部向上运动或胸部相对于头部向下运动时F z为正㊂颈部弯矩M y为假人在碰撞过程中颈部受到的在Y方向的弯矩,假人下巴相对于胸部点头运动时M y为正㊂图1㊀颈部传感器布置㊃37㊃㊃机械研究与应用㊃2016年第2期(第29卷,总第142期)㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀应用与试验∗收稿日期:2016-03-10基金项目:重庆市质量技术监督局科研项目(编号:CQZJKY201406)作者简介:张科峰(1983-),男,重庆人,硕士,主要从事车辆碰撞安全及结构强度CAE仿真分析与车辆被动安全试验㊂1.2㊀颈部伤害机理在客车正面碰撞中,座位上乘客假人主要受到安全带的约束力及乘客撞击到前排座椅时受到的座椅的撞击力㊂这些力的大小㊁作用点及作用时刻的不同使假人头部与胸部间产生了相对运动,导致假人颈部受伤害㊂假人头部与胸部在X 方向的相对运动导致了颈部剪切力F x 及弯矩M y 的产生,在Z 方向的相对运动导致了颈部伸张力F z 的产生[5-6]㊂2㊀基于ADR68/00的乘员颈部伤害仿真分析2.1㊀ADR68/00中乘员伤害试验方法(1)台车速度ȡ49km /h,台车的加速度波形在30ms 内达到20g,除1ms 的短暂间隔外,维持20g 的加速度至少20ms㊂(2)座椅的安装及假人安放㊂两排座椅按720mm 的间距安装在反应实车车身平台或者刚性平台上㊂后排座椅的位置上放置一个hybrid Ⅲ50%男性假人并用安全带约束㊂2.2㊀有限元模型建立有限元模型建立的精度直接影响计算结果的可靠性㊂合理控制有限元模型建立的每个环节才能最终保证模型精度[7-9]㊂整个有限元模型的建立主要包括网格划分,模型装配,假人定位及安全带佩戴,材料数据获取与输入,边界条件施加㊂建立好的有限元模型如图2所示㊂图2㊀乘员伤害分析模型2.3㊀假人颈部伤害分析对建立好的模型进行仿真计算,假人的运动姿态如图3所示㊂在碰撞发生时,假人在安全带的约束下,由于惯性力继续向前运动㊂然后小腿撞击到前排座椅骨架横梁,座骨架横梁开始变形,前排座椅靠背开始向前翻转㊂同时假人下半身在横梁的阻挡下向前运动减慢㊂上半身继续向前运动直到头部撞击到前排座椅靠背顶部㊂靠背顶部开始变形,假人上半身向前运动减慢,最终停止并反弹㊂假人颈部伤害曲线及安全带力曲线如图4所示,从图4可看到,在0~0.02s 的时候,由于假人与安全带间的间隙,安全带的约束力还没有作用到假人上,整个假人还是处于只运动状态,故F x ,F z 及M oy 基本为0㊂图3㊀假人运动姿态㊀㊀在0.02~0.078s 的这段时间,假人在安全带的约束力作用下,胸部做减速运动㊂而头部由于惯性继续向前运动,头部及胸部间运动速度的差异导致了颈部力和力矩的产生㊂随着假人膝部撞击到前排座椅以及安全带约束力的逐渐增大(在0.078s 达到最大值),颈部剪切力F x ㊁伸张力F z 及M oy 也0.078s 的时候达到了最大值㊂在0.078s 后安全带约束力逐渐减小,头部及胸部间的相对速度差逐渐减小,所以F x ㊁F z 及M oy 也减小㊂在0.083s 的时候,假人头部撞击到前排座椅靠背,头部在前排座椅靠背的冲击下,与胸部的相对运动速度加快并反向㊂所以颈部F x ㊁F z 及M oy 反向后在0.085s 达到最大值㊂然后反弹直至碰撞结束㊂从假人颈部伤害值来看,颈部剪切力F x 及伸张力F z 相对较小,而M oy 却很大,在大约0.078s 的时刻达到了69.6N㊃m,这主要是由于膝部撞击到前排座椅瞬间,膝部受到的冲击力与安全带约束力的合力太大导致头部相对于颈部的相对位移过大导致的㊂3㊀减小颈部伤害措施及验证通过假人颈部伤害的分析来看,从减小膝部冲击力与安全带约束力的合力来减小假人颈部伤害似乎是可行的㊂由于客车座椅乘员保护系统相对于轿车乘员保护系统而言比较简单,仅仅涉及到座椅和安全带,并没有气囊和转向机构等,且安全带的结构形式一般也只是普通的紧急锁止式㊂根据笔者在客车座椅乘员保护领域的研究经验,很难在安全带和座椅方面下功夫解决假人颈部伤害问题,为了减小假人在膝部撞击到前排座椅瞬间受到的总的冲击力,可以通过增加座椅间距,由安全带吸收更多的能量后假人膝部㊃47㊃应用与试验㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀2016年第2期(第29卷,总第142期)㊃机械研究与应用㊃再缓缓的撞击到前排座椅靠背以至于减小总的撞击力来实现㊂原始仿真分析的座椅间距为720mm,现在把座椅间距改为790mm(在ADR68/00的标准中要求座椅间距不超过800mm)㊂对改座椅间距后的模型进行仿真分析,间距改变前后假人颈部剪切力㊁伸张力㊁弯曲力矩对比如图5所示㊂间距增大后,假人颈部剪切力F x 明显降低,颈部神张力F z 基本不变㊂颈部弯矩M oy 由原来的69.5N㊃m 减小为58.6N㊃m(减小了近11N㊃m),效果明显㊂验证了通过增加座椅间距来减小假人颈部伤害是可行的㊂图4㊀假人颈部剪切力㊁伸张力㊁弯曲力矩及安全带力曲线4㊀结㊀论介绍了假人颈部伤害的测量㊁极性定义㊁计算方法及颈部伤害机理㊂通过建立客车座椅乘员保护CAE 模型,分析了客车乘员保护中假人的运动姿态及颈部剪切力F x ㊁颈部伸张力F z ㊁颈部弯矩M oy 在碰撞过程中的变化状态㊂针对M oy 比较大的情况进行分析,并提出改进措施㊂验证了通过增加座椅间距来减小假人颈部伤害是可行的㊂图5㊀间距改变前后假人颈部剪切力㊁伸张力㊁弯曲力矩曲线对比参考文献:[1]㊀姚为民,孙丹丹.汽车座椅系统安全性综述[J].汽车技术,2002(8):5-8.[2]㊀邱少波.汽车座椅系统的安全性要求及评价[J].汽车技术,1996(7):15-31.[3]㊀李光耀,史继鑫.谈汽车座椅设计[J].商用汽车杂志,2007(11):107-119.[4]㊀李建功,李三红.安全气囊和安全带对假人上颈部伤害的研究[C].第十四届中国汽车安全技术学术会议论文集[A].2011.[5]㊀商恩义.正面碰撞试验中假人颈部伤害分析方法的研究与应用[C].2009中国汽车安全技术国际研讨会[A].2009.[6]㊀商恩义.正面碰撞中安全带对乘员伤害的影响的研究[C].第七届国际汽车交通安全学术会议论文集[A].2009.[7]㊀张红红.汽车座椅静强度有限元仿真分析及其结构优化[D].沈阳:东北大学,2006.[8]㊀徐中明.汽车座椅强度及碰撞仿真分析[J].重庆大学学报,2009(5):513-515.[9]㊀常学兴.轿车驾驶员座椅强度特性有限元分析与仿真研究[D].长春:吉林大学,2009.㊃57㊃㊃机械研究与应用㊃2016年第2期(第29卷,总第142期)㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀应用与试验。
基于C-NCAP规则的后排女性假人伤害优化研究
基于C-NCAP规则的后排女性假人伤害优化研究王旭;顾海明【摘要】如何增加在碰撞过程中成员的安全性成为了人们越来越关注的问题,同时也是各大主机厂越发重视的问题,这也体现出对汽车安全性研究的重要性.选取一款合资车型进行2015版C-NCAP中正面100%碰撞试验,根据每次碰撞试验后后排5%女性假人伤害结果,分析几种影响后排5%女性假人各项性能指标的影响因素,对比该车型最初试验结果,拟定试验方案,优化各个影响因素并选出最适合该车型的方案.【期刊名称】《机械研究与应用》【年(卷),期】2016(029)005【总页数】3页(P12-14)【关键词】正面碰撞;女性假人;优化影响因素【作者】王旭;顾海明【作者单位】中国汽车技术研究中心,天津 300300;中国汽车技术研究中心,天津300300【正文语种】中文【中图分类】U467.14《C-NCAP管理规则（2015年版）》于2015年7月1日正式实施，新版C-NCAP管理规则与2012年版C-NCAP管理规则相比，对正面100%重叠刚性壁障碰撞试验（正面全宽碰撞试验）和正面40%重叠可变形壁障碰撞试验（偏置碰撞试验）后排5%女性假人下潜的判定标准进行了量化。
使得我们对后排5%女性假人伤害结果以及各项性能指标影响因素的研究与分析更加具体以及深入。
随着C-NCAP管理规则的不断完善，各大主机厂对于车辆安全性开发越来越重视，而后排约束系统的开发更是其中的重点难点。
因此，有必要对后排5%女性假人各项性能指标的影响因素进行分析。
通过对同一款车型的多次试验分析优化并找出后排约束系统组合的最优方案以及影响后排5%女性假人各项性能指标的最明显因素。
《C-NCAP管理规则（2015年版）》中规定，正面100%重叠刚性壁障碰撞试验和正面40%重叠可变形壁障碰撞试验第二排女性假人评价最高得分为2分，最低得分为0分。
在正面100%重叠刚性壁障碰撞试验中评分部位为女性假人的头部、颈部、胸部，每个部位最高得分分别为:头部0.8分、颈部0.2分、胸部1分。
正面碰撞后排假人颈部力学响应分析与应用
正面碰撞后排假人颈部力学响应分析与应用卢放;张君媛;马悦;刘静岩;叶文涛【摘要】目前车辆在正面碰撞过程中后排假人颈部失分严重,相关研究较少,开发过程缺少科学指导和工程经验.因此,本文中根据对后排假人在碰撞过程中颈力学响应过程的解析分析,获得后排假人颈部力的等效计算公式,分析假人颈部力的组成部分和伤害来源,以及假人主要部位的理想运动趋势和设计目标;然后建立设计目标与后排约束系统设计参数之间的相关性,用以指导后排约束系统的参数设计,达到降低后排假人颈部力的目标.最后将该方法应用于某A类乘用车后排乘员约束系统的改进设计.【期刊名称】《汽车工程》【年(卷),期】2016(038)007【总页数】7页(P828-834)【关键词】正面碰撞;后排乘员;乘员约束系统;颈部力学响应【作者】卢放;张君媛;马悦;刘静岩;叶文涛【作者单位】一汽轿车股份有限公司,长春130012;吉林大学,汽车仿真与控制国家重点实验室,长春130022;吉林大学,汽车仿真与控制国家重点实验室,长春130022;一汽-大众汽车有限公司,长春130011;一汽-大众汽车有限公司,长春130011【正文语种】中文在几个普遍认可的NCAP评价体系中，C-NCAP和J-NCAP均对后排5百分位女性假人进行单独评价[1]。
由于安全气囊和安全带的联合作用，车辆前排假人颈部伤害已经得到了较好控制，而后排乘员约束系统配置低，相关研究少，因此车辆后排假人颈部失分严重。
目前国外的研究主要针对新型约束系统，例如充气式安全带和双级限力等装置保护效果的研究[2-4]，但受到成本等因素的制约，并没有得到广泛应用；国内的研究则通过仿真和试验分析某些参数，如车体波形或安全带特性等，对假人颈部伤害的影响[5-6]。
整体来说现阶段研究成果缺少对颈部伤害的全面理解，导致在约束系统开发过程中依旧存在盲目性。
因此，对后排假人颈部力学响应的分析，可以整体把握其伤害来源和设计方向，为后排约束系统设计提供理论指导，避免参数设计的盲目性[7-8]。
正面碰撞试验中假人头及胸受力的分析方法的研究与应用
大，通过安全带给假人施加了向后的拉力。由于安全带上端相对自由，所以通常来说安全带
腰带拉力要大于肩带拉力，使假人胸部向前运动的速度要大于臀部向前运动的速度，同时， 再次生成向前的弯矩，表现形式为假人胸部带动头颈向前扑，速度归零后回弹。对于腰带拉 力小于肩带拉力的少数情况，基本是由于太腿前端空间较小．大腿受力较丈位移受限造成的，
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４假人脾部受力分折（结合头部）
在其它辅助图表中调入驾驶员假人胸部加速度曲线，由公式（６）计算井在围４左图表
中生成一条新的曲线ｔ寸－。舢将驾驶员侧涮得的ｆ巾－曲线调入到图４左图表中。用同样方
法处理乘员侧假人胸部数据结果于囝４右表中。
ＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ
ｏｆｔｈｅＡｎａｌｙｓｉｓＭｅｔｈｏｄｏｆｔｈｅＤｕｍｍｙ＇ｓ
Ｈｅａｄ ａｎｄ Ｔｈｏｒａｘ Ｌｏａｄ ｉｎ ｔｈｅ Ｆｒｏｎｔａｌ Ｉｍｐａｃｔｉｎｇ Ｔｅｓｔｉｎｇ
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撞过程。现场查看仪表板．发觋其前沿的确有假人额头留下的标记漆痕。 ３．３假人胸部受力过程分析 在正面碰撞过程中，假人胸部的受力过程变化很复杂，它除了受到安全带的拉力外，还 会受到头部及下躯干所施加的约束，以及安全气囊、方向盘等所施加的外力，肋骨弹性变彤 产生的力。而且，各力基本上都有各自的空问座标系，如果在列式过程中都考虑，则需要较
ｆ－Ｆ女；叩ｔｔ
ｔ．Ｆ＾，Ｆａ，
为了方便分析，下面引入“台力及台外力”理论．将产生加速度的力定义为合力，将头 和颈相对运动产生的内力约束定义为，，，和，，。将由安全气囊、方向盘、仪表扳等作用 产生的力定义为台外力，则当求得合外力曲线时，即可得到一条安全气囊或方向盘、仪表板
正面碰撞中后排假人伤害优化
正面碰撞中后排假人伤害优化
卢翠;鞠春贤;蒋斌庆;岳国辉;陈现岭
【期刊名称】《汽车工程师》
【年(卷),期】2014(000)003
【摘要】在C-NCAP的3项碰撞试验中,后排乘员在100％正面碰撞和40％偏置碰撞中失分较多,颈部和胸部为主要失分点.为提高后排乘员得分,分析了正面碰撞中后排乘员颈部和胸部受力情况和伤害机理,提出后排增加限力式安全带、预紧限力式安全带、膝部气囊及头部气囊4种优化方案,并利用Madymo仿真软件进行分析.结果显示,头部气囊和预紧限力式安全带对后排乘员起到了很好的保护作用,其他优化方案改善效果较小.综合各种技术因素,提高后排乘员保护性能的最有效方法为增加预紧限力式安全带.
【总页数】4页(P37-40)
【作者】卢翠;鞠春贤;蒋斌庆;岳国辉;陈现岭
【作者单位】长城汽车股份有限公司技术中心;河北省汽车工程技术研究中心【正文语种】中文
【中图分类】U467.14
【相关文献】
1.正面碰撞试验中后排女性假人颈部伤害研究
2.两种正面碰撞试验中后排女性假人伤害对比研究
3.正面碰撞中后排假人伤害优化
4.C-NCAP正面碰撞试验中后排女性假人伤害统计研究
5.C-NCAP正面碰撞试验中后排女性假人伤害统计研究
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40%正面偏置碰撞后排乘员安全性的研究分析的开题报告
40%正面偏置碰撞后排乘员安全性的研究分析的开
题报告
现阶段，汽车领域的安全技术发展迅猛，而偏置碰撞指的是车辆在
行驶过程中，发生一侧车头或车尾的碰撞，这种碰撞往往造成特定方向
上的冲击，对车上乘员的人身安全造成极大的威胁。
本文旨在探究40%
正面偏置碰撞后排乘员的安全性，具体的研究分析如下。
一、研究的背景和意义
目前，40%正面偏置碰撞作为Euro NCAP中的标准测试，已经成为
汽车行业最为普遍的安全测试之一。
然而，许多研究集中在前排驾驶员
和前排乘员的人身安全性等方面，对于后排乘员的安全性研究尚不充分。
因此，本文将从后排乘员的角度出发，探究40%正面偏置碰撞对后排乘
员人身安全的影响，为汽车安全事故的防范和人身安全提供参考和借鉴。
二、研究的方法
本研究将采用实验分析的方法，以一辆常用车型为对象，模拟实现40%正面偏置碰撞场景，记录车上乘员在碰撞过程中的加速度、位移、
速度等参数，同时运用ANSYS等车辆碰撞模拟软件分析车上各部件在碰
撞过程中的动态变化情况，并通过人体虚拟仿真技术探究后排乘员的人
身损伤情况。
三、研究的预期结果
通过对所获得数据的处理和分析，研究得出后排乘员在40%正面偏置碰撞中的重要安全参数和关键损伤部位。
同时，还将根据实验结果提
出改善车辆结构和座椅结构，提升后排乘员安全性的解决方案。
本研究
成果将进一步丰富汽车安全领域的理论研究，为汽车企业提供有力的技
术支持，为消费者提供更加安全的交通工具。
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原 因进 行 分析 。
１ 后排女性假 人颈部损伤现状
Ｃ—ＮＣＡＰ要 求在 正面 碰 撞 ５０ ｋｍ／ｈ、１００％ＦＲＢ和 ６４ ｋｍ／ｈ、 ４０％ＯＤＢ ２种 工 况 下 ．分 别 评 价 假 人 的头 部 、颈 部 、胸 部 伤 害 值 。 第 二 排女 性假 人 头 部 若 在 向 前 移 动 过 程 中未 与 车 辆 零 部 件 发生二次碰撞 ，则头部直接得分。因此文 中主要研究头部未 发 生二次碰 撞的情况下颈部的伤害 。此时颈部评价指标 为颈部 张 力 Ｆ 。
ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｄａｔａ，ｉｔ ｗａｓ ｆｏｕｎｄ ｔｈｅ ｍａｊｏｒ ｆａｃｔｏｒｓ ａｆｆｅｃｔｉｎｇ ｔｈｅ ｐｏｓｔｕｒｅ ｗａｓ ｔｈｅ ｓｅａｔ ｂｅｈ ｆｏｒｃｅ ｌｉｍｉｔｅｒｓ ｇｒａｄｅ．Ｂｙ ｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇ ｔｈｅ ｖａｌｕｅ ｏｆ ｔｈｅ ｓｅａｔ ｂｅｌｔ ｆｏｒｃｅ ｌｉｍｉｔｅｒ，ｎｅｃｋ ｉｎｊｕｒｉｅｓ ｃａｎ ｂｅ ｒｅｄｕｃｅｄ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｆｒｏｎｔａｌ ｉｍｐａｃｔ；Ｎｅｃｋ ｉｎｊｕｒｙ；Ｆｏｒｃｅ ａｎａｌｙｓｉｓ
Ｏ 引言 多年来 ，各车型的被动安全性约束装置开发都聚 焦在前排
驾驶 员和乘员 ，安全带 、溃缩式转 向柱管及安全气 囊等这些安 全性配置将在碰撞过程中对前排乘员进行有效保 护。随着汽车 安全技术 的发展 ，人们开始注 意后排乘员 的安全 性问题。而我 国车辆后排座位的使用率相当高 ，其中女性和儿童 占有相 当的 比例 。因此在正面碰撞试验 中，Ｃ—ＮＣＡＰ评 价体 系加入 了对后 排放置女性假人的评价。车辆 后排 约束系统往往没 有前 排那样 完善 。通 常 只 有 安 全 带 没 有 气 囊 ，这 就 增 加 了 伤 害 的 可 能 性 。 ２０１２年 版 Ｃ．ＮＣＡＰ 实施 以 来 ．后 排 女 性 假 人 的 得 分 普 遍 不 高 ， 尤其颈部 。反映了 当前对后排 女性乘员的保护意识 薄弱 ，约束 系统作用效果不佳。因此作者重点 对后排女性假人颈部 伤害 的
研究 与开 发
Hale Waihona Puke Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ Ｐａｒｔｓ ２０１ ６－０５ ０１１
ａ ｈｅａｄ ｚ ａ ｌ
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头部 与胸部共 同绕骨盆作圆周运动 时 ，有如下关系式 ：
０ ２ ： ｒ２·∞ ， 。３ ＝ ｒ３ ·
一
故 ：
， 。３
一
＝ ｃｈｅ ：
ｆｏｕｎｄ ｔｈａｔ ｔｈｅｒｅ ｗｅｒｅ ｔｗｏ ｒｏｏｔ ｃａｕｓｅｓ ｆｏｒ ｎｅｃｋ ｉｎｊｕｒｉｅｓ ｏｆ ｒｅａｒ—ｒｏｗ ｆｅｍａｌｅ ｄｕｍｍｙ，ｔｈｅ ｆ ｉｒｓｔ ｗａｓ ｔｈｅ ｍｏｖｅｍｅｎｔ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｈｅａｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｈｅｓｔ
ｗａｓ ｎｏｔ ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚｅｄ； ｔｈｅ ｓｅｃｏｎｄ ｗａｓ ｔｈｅ ｈｅａｄ，ｃｈｅｓｔ ａｎｄ ｐｅｌｖｉｓ ｍｏｖｅｍｅｎｔ ｗａｓ ｎｏｔ ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚｅｄ．Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ｔｈｅ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ ｗｉｔｈ ｔｈｅ
ＬＵＯ Ｑｉｎｙｕｅ，ＦＡＮ Ｓｈａｓｈａ，ＬＶ Ｊｕｎｃｈｅｎｇ，ＬＩＮ Ｚｈｉｇｕｉ，ＪＩＡ Ｌｉｇａｎｇ （ＳＡＩＣ ＧＭ Ｗｕｌｉｎｇ Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｌｉｕｚｈｏｕ Ｇｕａｎｇｘｉ ５４５００７，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｒｏｕｇｈ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｉｎｇ ｔｈｅ ｍｏｖｅｍｅｎｔ ｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｒｅａｒ—ｒｏｗ ｆｅｍａｌｅ ｄｕｍｍｙ ａｎｄ ｍａｋｉｎｇ ｋｉｎｅｔｉｃ ｔｈｅｏｒｙ ａｎａｌｙｓｉｓ，ｉｔ ｗａｓ
Ｃ—ＮＣＡＰ正 面 碰撞 后 排 女性 假 人颈 部 损伤 研 究
罗覃月 ，凡沙沙 ，吕俊 成 ，林智桂 ，贾丽刚
（上 汽通 用五 菱汽 车股份 有 限公 司技 术 中心 ，广 西柳 ３，Ｉ ５４５００７）
摘 要 ：通 过对 后排 女性 假人 的运动过程建立简化模型 、进行动力学 理论分析 ，发现 引起后排颈部伤 害的根本原 因有两点 ：第 一 头部 与胸部之 间的运动不同步 ；第 二 ，头 、胸 部与骨盆的运 动不 同步 。将 理论分析 与试 验数据相结合 ，找到影响假人 运动姿
因此 ：
Ⅱ ｈ
＝ ６× （ ｈ 一 １．５ ·
一
：
一
５：３ ２ ５ １。
） ＋ １．５×０ ｈ （３）
一
一
５ 女 性 假 人 头 型 质 量 为 ３．４４３ ｋｇ，可 得 出颈 部 张 力 Ｆ ：
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由上 述 关 系式 ，可 得 出 如 下 结 果 ：
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一
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通过 ５ 女 性假 人 的结 构 及 传 感器 位 置 。可 粗 略估 算 出
１／ｒ１＝６， １＂２／ｒ３＝ １．５。
，
态 的主要 因素是安全带 的限力等级。通过优化安全带的限力值可达到降低颈部损伤 的效果 。 关键 词 ：正 面碰 撞 ：颈 部 伤 害 ；受 力分 析 中图分类号：Ｕ４６１．９１ 文献标志码：Ａ 文章编号：１６７４—１９８６（２０１６）０５＝－０１ ｌ＿０５
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｔｈｅ Ｒｅａｒ－ｒｏｗ Ｆｅｍａｌｅ Ｄｕｍｍｙ’Ｓ Ｎｅｃｋ Ｉｎｊｕｒｙ ｉｎ ｔｈｅ Ｃ—ＮＣＡＰ Ｆｒｏｎｔａｌ Ｉｍｐａｃｔ Ｔｅｓｔ
查 看 ２０１５版 Ｃ—ＮＣＡＰ实施 以来 的试 验 车 型 。后 排 得 分 情 况 如 表 １所 示
表 １ ２０１５版 Ｃ．ＮＣＡＰ实施 以来的试 验车 型后 排得分 情况
收稿 日期 ：２０１６—０２—１８ 作 者简 介 ：罗覃月 （１９８４一 ），女 ，硕士 ，工程 师 ，主要研 究 方 向为汽车 被动 安全 研究 。Ｅ—ｍａｉｌ：ｐｍｆｘｉａｔｉａｎ＠１６３．ｃｏｍ。