行人头部在交通事故中撞击车身发动机盖的仿真

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基于碰撞模拟仿真的车辆侧面碰撞事故中乘员头部伤害评估

基于碰撞模拟仿真的车辆侧面碰撞事故中乘员头部伤害评估

基于碰撞模拟仿真的车辆侧面碰撞事故中乘员头部伤害评估车辆碰撞事故是目前道路交通中最常见的交通事故之一,其中乘员头部伤害问题备受关注。

针对这一问题,利用碰撞模拟仿真技术可以对车辆侧面碰撞事故中乘员的头部伤害进行评估和预测。

本文将详细介绍基于碰撞模拟仿真的头部伤害评估方法,并探讨其在交通事故研究与安全性能改进中的应用。

1. 引言车辆碰撞事故每年造成大量人员伤亡和财产损失,而乘员头部伤害则是事故中的重要因素之一。

因此,评估车辆碰撞事故中乘员头部伤害的严重性和潜在风险具有重要意义。

传统的实验方法成本高昂且耗时,同时无法涵盖所有可能的碰撞情况。

因此,基于碰撞模拟仿真的方法成为评估乘员头部伤害的一种有效且经济的选择。

2. 碰撞模拟仿真技术的原理与应用碰撞模拟仿真技术是一种利用计算机对车辆碰撞过程进行模拟和分析的方法。

它基于数学模型和力学原理,通过对车辆结构、包括车身、座椅和安全气囊等进行建模,模拟出碰撞事故中的动力学响应。

碰撞仿真软件,如欧洲EEVC(European Enhanced Vehicle-safety Committee)提供了丰富的车辆模型和碰撞模拟算法,可以模拟不同碰撞速度和角度的事故情况。

3. 头部伤害评估指标在车辆碰撞事故中,头部伤害的严重性及潜在影响需要通过一些评估指标来进行衡量。

常见的指标包括头部加速度(HIC)、颈部剪切力(Nij)、脑组织应力(BTS)、颅骨应变等。

这些指标可以通过碰撞模拟仿真软件得到并进行分析,进而评估事故中乘员头部的受力状况和伤害程度。

4. 数据采集与预处理进行碰撞模拟仿真前,需要采集车辆、道路和乘员等相关数据,并对其进行预处理。

车辆数据包括车型、尺寸、材料和安全装置等信息;道路数据包括碰撞位置、碰撞角度和碰撞速度等参数;乘员数据包括身高、体重、头部位置和颈部刚度等。

通过精确采集和处理这些数据,可以提高仿真结果的准确性和可靠性。

5. 头部伤害评估模拟基于碰撞模拟仿真的头部伤害评估需要通过设定初始条件和模拟碰撞过程来计算头部伤害指标。

汽车-行人撞击事故过程仿真研究

汽车-行人撞击事故过程仿真研究
赵桂范, 刘纪涛
( 尔滨 工业大学汽车工程 学院, 哈 威海 240 ) 629
[ 摘要 ] 根据 中国人体特征参数建立 了 1 6刚体 的行 人模 型 , 人体 的主要 部位 生成简 易的弹簧 阻尼运 动关 在
节。建立汽车模 型与汽 车一 行人 碰撞模 型 , 用 A A S软件模 拟汽车一 应 DM 行人 碰撞过 程。通过模拟 不 同速度下 的汽
1 前言
随着计 算 机技 术 的 发展 , 算 机 模 拟 在工 程 辅 计 助分 析 中 占有 越来 越 突 出的地位 。以适 当的理论 建
大量的:作 , [ 制定了国家标准。 文 中使 用 机械 系 统 动 力 学分 析 软 件 A A D MS对 行人与汽车碰撞过程进行仿真分析 。采用符合 中国 人体特征的参数 , 建立 1 6刚体 的行人模型 , 在人体 的主要部位生成简易 的弹簧 阻尼运 动关节 , 模拟仿 真碰 撞过 程 。
何、 质量 、 心 、 性矩 等 , 质 惯 还依 赖于 人体 关 节处 的生
在碰撞仿真过程 中, 采用符合 中国人体特征 的 参数 , 仿真结果更能逼近真实值。根据 文献 [ ] 选 2, 定人体模型为: 身高 11 1m, 7 . c 体重 5 .5k 。模型 888 g 的基本参 数 如表 1 示 。 所
立人体和车辆的计算模型 , 以在计算机 中虚拟地 可 呈 现行 人与 车辆 碰 撞 的各 种 工 况 , 而 全 方 位 地 把 从
握 行人 在碰撞 后 的运 动情 况 以及 受 伤 害情 况 。通 过
2 行人 多刚体模型
工艺实验 假人 借鉴 了美 国 H b d1 yr 的设计 经 i1 1 验 J其 尺 寸 和质量 为 中国成 年男 性 的 9 , 0百分 位 平

人车相撞头部伤害影响因素仿真分析及试验

人车相撞头部伤害影响因素仿真分析及试验

He dIjr si a—e eta cd ns a nu e C r d s nAciet i n p i r
GeRu a , a gQ y n, h n X a d n h l W n ia C e io o g& Ha ig nB n
Sho uo o i n r cE gne n JaguU  ̄ rt, hnin 2 2 1 colfA t bl ad Ta n ier g, ins n e i Z ej g 1 03 o m e i f i sy a
sa tn o sl r e d fr t n o e e t a e d a d e gn o d a e a ay e t n a e u a g eo mai f d sr n h a n i e h o n l z d,a d t e ifu n e r l ft e i a t o p i n r n h n e c e o l u h mp c
义 。文 中采 用 三维 有 限元 法 , 究 人 的头 部 与 发 动 研
1 1 发 动 机罩 模型 .
研究所 用发 动机 罩采 用冷 轧低 碳钢 D 0 C4钢 板, 主要 由内板 、 板、 外 内外板支架 等组成。仿真所 建发动机 罩模 型外板 厚度 为 0 8 m, . m 内板 厚 度为
07 .mm, 支架厚 度 为 12 m .0 m。发动 机罩 的 内外 板 通
[ bt c] B dp n - n e l et oe n cnl y f i l et oe r ni odad A s at r yaot g Df i e n m dl g eh o g ,i t e m n m dl f g eho n i 3 ite m i t o ne e so e n

基于行人头部碰撞保护的发动机罩结构设计

基于行人头部碰撞保护的发动机罩结构设计

基于行人头部碰撞保护的发动机罩结构设计李子云;李峥;李涛;李燕龙;杨飘;罗鑫;陈文【摘要】在车辆与行人碰撞事故中行人属于弱势群体,而且行人头部受到的伤害尤其严重,所以研究发动机罩结构有利于提高行人头部的保护.文章基于GB/T 24550—2009中行人头部碰撞保护的要求和CAE计算精度设定头部碰撞保护的设计目标,阐述了避开碰撞风险区、增大溃缩空间及弱化零部件局部结构的3种主要设计方法,并且利用PAM-CRASH软件详细分析了这些方法在发动机罩结构设计中的应用和改善效果,结果表明头部损伤指数(HIG)均有不同程度地降低,最大降幅可达892.该方法对汽车行人保护开发方面具有实际借鉴意义.【期刊名称】《汽车工程师》【年(卷),期】2017(000)008【总页数】3页(P27-29)【关键词】行人头部保护;发动机罩;避开风险区;增大溃缩空间;弱化结构【作者】李子云;李峥;李涛;李燕龙;杨飘;罗鑫;陈文【作者单位】东风汽车公司技术中心;东风汽车公司技术中心;东风汽车公司技术中心;东风汽车公司技术中心;东风汽车公司技术中心;东风汽车公司技术中心;东风汽车公司技术中心【正文语种】中文在美国和欧洲等汽车发达国家和地区,行人保护已经成为强制性法规要求,是汽车基本的市场准入要求,同时也是Euro-NCAP评分内容中的一项。

我国仍然属于人车混合的交通状况,汽车碰撞事故频繁发生。

在汽车与行人碰撞事故中,行人属于弱势群体,加上现阶段汽车缺乏对行人保护的措施,行人伤亡严重。

随着人们对行人保护意识的不断提高,2009年我国出台了GB/T 24550—2009《汽车对行人的碰撞保护》,而且2018版C-NCAP将会加入行人保护的考察项目。

此外,在人车碰撞的交通事故中行人身体的各个部位都有可能受到损伤,但不同部位的损伤程度会根据其生物力学特性以及碰撞中与车体接触位置的不同而有所不同。

在人车碰撞事故中行人的头部是最易受到重度损伤的部位(80%),其次为胸部(7%)、脊柱(6%)及腹部(6%)。

基于E—NCAP行人碰撞保护的发动机罩设计

基于E—NCAP行人碰撞保护的发动机罩设计

基于E—NCAP行人碰撞保护的发动机罩设计
孙小光;吕宝锋;刘洋;陈现岭;师玉涛;杨劲松
【期刊名称】《汽车工程师》
【年(卷),期】2013(000)012
【摘要】行人头部碰撞保护一直是汽车行人安全设计的难点,随着E—NCAP对行人保护要求的不断提高,头部保护的得分比重对于获得高星级评价至关重要。

文章基于某车型E—NCAPV6.2五星性能开发,采用虚拟仿真与试验测试有效结合的方法,对发动机罩进行了优化设计,提出了一种有利于行人头部碰撞保护的发动机罩。

改进前后测试成绩的对比分析表明,该结构可极大优化行人头部碰撞保护效果,使发动机罩头部测试区域得分总分提升至24.43分,满足E—NCAPV6.2五星行人保护性能要求。

可为后续设计提供参考,具有很高的推广价值。

【总页数】3页(P35-37)
【作者】孙小光;吕宝锋;刘洋;陈现岭;师玉涛;杨劲松
【作者单位】
【正文语种】中文
【中图分类】U461.91
【相关文献】
1.基于儿童行人头部保护要求的发动机罩锁扣碰撞性能研究
2.基于行人头部碰撞保护的发动机罩结构设计
3.基于行人头部碰撞保护的发动机罩结构设计
4.基于E-
NCAP行人碰撞保护的发动机罩设计5.针对行人保护头部碰撞的发动机罩设计方法
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基于成年行人头部保护的发动机罩仿真分析

基于成年行人头部保护的发动机罩仿真分析

基于成年行人头部保护的发动机罩仿真分析胡昌东;董俊红;于波【摘要】研究了行人保护成人头型冲击器的开发,建立了其几何模型和有限元模型,并按照《汽车对行人的碰撞保护GB/T 24550-2009》进行了模型的标定试验验证.通过在LS-DYNA中仿真成人头型碰撞发动机罩外板,分析了在不同发动机罩外板厚度条件下,头部HIC值及头部碰撞节点位移量的变化情况,为发动机罩外板的实际设计提供了一定的参考依据.【期刊名称】《农业装备与车辆工程》【年(卷),期】2014(052)006【总页数】5页(P46-50)【关键词】行人保护;成人头型冲击器;发动机罩;仿真分析【作者】胡昌东;董俊红;于波【作者单位】230009安徽省合肥市合肥工业大学;300000 天津市中国汽车技术研究中心;300000 天津市中国汽车技术研究中心【正文语种】中文【中图分类】U463.8330 引言目前安全带、安全气囊及各种安全电子系统在内的安全设备的普及,使驾驶员和乘员的安全性得到了极大的保护。

然而,行人作为交通弱势群体,在交通事故中,受到的伤害仍然相当严重,其所占的比例有上升趋势。

2009年,我国因交通事故导致行人死亡的人数为16 683人,占交通事故死亡总人数的24.6%[1]。

研究显示,大部分死亡原因是头部伤害,其中近20%的头部伤害与发动机罩相关。

由此可见,车辆前端发动机罩的设计是减少头部碰撞伤害的有效途径。

我国在全球统一标准《行人保护全球技术法规(GTR9)》的基础上,根据我国国情,制定了行人安全标准《汽车对行人的碰撞保护 GB/T 24550-2009》[2]。

吉林大学叶辉等人在《行人保护头型冲击器有限元建模方法研究》中探讨了头型冲击器的建模的原理和一系列计算方法[3]。

同济大学张铁川等人在《针对行人保护头部碰撞的发动机罩设计方法》中,从发动机罩板材料的角度,对满足行人保护要求的发动机罩设计进行了相关研究[4]。

本文在《汽车对行人的碰撞保护GB/T 24550-2009》的前提下,对行人保护成人头型冲击器的快速建模进行了研究,对汽车发动机罩外板厚度进行了成人头部保护方面的仿真分析。

102_黎志伟_HyperWorks在汽车与行人头部碰撞仿真中的应用

102_黎志伟_HyperWorks在汽车与行人头部碰撞仿真中的应用

HyperWorks在汽车与行人头部碰撞仿真中的应用黎志伟上海世科嘉车辆技术研发有限公司摘 要:行人保护是汽车安全研究领域的重要问题之一。

本文利用有限元方法和碰撞仿真技术,在HyperWorks软件平台上建立汽车与头部冲击器的有限元仿真模型,在此模型基础上对汽车与头部碰撞过程进行仿真分析,计算出头部冲击器在各个碰撞点的头部伤害值HIC。

关键词: 汽车,行人保护,碰撞,头部伤害值HIC,HyperWorks1 概述交通事故伤害中,约65%为易受伤害的道路使用者。

行人作为道路使用者中的弱势群体,属于交通事故中的高危人群,死亡率极高。

车辆与行人碰撞事故中,人体的损伤部位可以覆盖全身,行人头部和下肢损伤几率最大。

研究表明,行人头部和下肢损伤在汽车与行人碰撞造成的损伤中各占约30%。

国外在行人保护方面做了大量的研究工作,并将研究成果最终体现在行人保护法规的制定中。

目前,欧盟国家、美国、澳大利亚、加拿大、日本、韩国和中国都已制定或正在制定符合各国国情和交通状况的行人保护标准。

各国行人保护法规的测试内容和评价标准略有不同,但比较典型的行人保护试验方法均为汽车与行人碰撞安全性的部件冲击试验评价方法。

试验主要包括以下几个方面:1)腿部模块和保险杠的碰撞试验。

试验主要测量膝关节弯曲角度、膝关节剪切变形和小腿上部加速度等参数。

2)大腿模块和发动机罩前缘的碰撞试验。

试验主要测量碰撞力和弯矩。

3)头部模块(包括成人头部和儿童头部)和发动机罩上表面的碰撞试验。

试验主要测量头部伤害值HIC。

利用各模块冲击器与汽车进行碰撞试验,能够真实反映汽车的行人安全保护性能,但是冲击器的制造和相关的试验需要很大的资金投入,而且每次碰撞试验后冲击器的某些部件需要更换,不能重复使用,使研究费用进一步增多,通过建立冲击器的碰撞模型,并应用有限元仿真技术,可以实现各模块冲击器与汽车碰撞过程的仿真。

不仅可以对碰撞过程进行细致的动态演示,还可以在新车开发阶段对整车的碰撞安全性能进行预测和改进优化。

基于VPG的行人保护头部碰撞仿真分析

基于VPG的行人保护头部碰撞仿真分析
*
图 1 汽车有限元模型
根据最新发布的 2012 年 2 月 Euro-NCAP 评价体系 6.0[2],对模型中车辆的保险杠、发
(a) 区域划分 图 2 车辆划线分区
(b)栅格点显示
动机罩、挡风玻璃、A 柱和翼子板进行划线,得到的头部碰撞区域如图 2(a)所示。整个 碰撞区域是由左右两侧的 SRL 线(Side Reference Line) ,1000WAD(Wrap Around Distance) 和 2100WAD 四条曲线围成的封闭区域。 在该区域内, 沿着中心线 (Centerline) 每间隔 100mm 标记下一个栅格点(Grid Point) ,把这些栅格点在水平方向上向左右两侧每隔 100mm 布下 一个栅格点,得到如图 2(b)所示的用于定位碰撞冲击器的栅格点。1000WAD 至 1500WAD 之间的栅格点用于摆放儿童头部冲击器模型(Headform) , 1700WAD 至 2100WAD 之间摆 放成人头部冲击器模型。然后用一个半径 100mm 的球体沿着发动机罩和风挡玻璃滚动,得 到 BRFL(Bonnet Rear Reference Line), 1500WAD 和 BRFL 之间的栅格点摆放儿童头部冲 击器,BRFL 和 1700WAD 之间的栅格点摆放成人头部冲击器。 2.3 定位头型冲击器模型
图 7 发动机罩铰链
图 8 发动机罩锁扣
3 结论
本文通过 VPG 软件建立有限元模型,采用 Euro-NCAP 行人保护法规,对车头部分进行 区域划分,计算出区域中各栅格点的 HIC 值,通过结果提出车辆设计修改意见,提高了车 辆的安全性, 达到了行人保护设计的目的, 对各种类型的汽车行人保护碰撞分析具有重要的 参考价值。
参 考 文 献
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成为 全球 第一 部行人 保 护法规 ¨ , 《 行 人保 护全球 技术 法规 ( G T R) 》 也 已经 实施 , 中 国也依 照 G T R法规 制定 了 G B / T 2 4 5 5 0 -2 0 0 9 嵋 。 由于行人 头部 在交 通 事故 中是 最容 易 受 到碰 撞 损 伤且 可 能造 成 直 接 致 命 的部位 , 因此 , 研究 人体 头部 在汽 车碰撞 过程 中的伤 害很有 必要 。文 献 [ 3 ] 运 用有 限 元仿 真 的方 法研
1 头 部 有 限元 模 型
为 了进行撞 击 的仿 真试验 , 根据 G T R法规 中对 人 体 头部 参 数 规定 , 将成 人 头部 简 化 成如 图 1所示 的铝 制球 体 冲击器 , 其直 径为 1 6 5 mm, 质量为4 . 8 k g 。球体 用 1 4 m m厚 的合 成皮 肤覆盖 , 覆 盖面 积为球 体 的一半 , 包含 有 1 6 6 9 9个节 点和 2 8 7 0 7个单 元 。
据统 计 , 全 球每 年死 于交 通事故 的人 数 高达 1 2 7万 。 中国每年 道路 交通 死亡人 数一 直维 持在 l 0万 人左 右, 而行人 死亡 率更 是远 远高 于驾乘 人员 。2 0 0 3年 , 欧 洲行人 保 护法规 2 0 0 3 / 1 0 2 / E C正式 出 台 , 该 法规
从式( 1 ) 可 以看 出 : 影响 H I C的最 主要 因素是 加 速 度 和时 间。 因此 , 针 对行 人 的撞 击 保 护 , 车 身 发
基金项 目: 国 家 自然 科 学 基 金 项 目( 5 1 3 0 5 4 7 2 ) ; 重 庆 市 自然科 学 基金 重 点项 目( C S T C 2 0 1 3 y y k f B O 1 8 4 ) 作者简介 : 李 军( 1 9 6 4一) , 男, 重 庆人 , 教授 , 博士 , 主要 从 事 汽 车发 动 机排 放 与 控 制 , 交 通 装备 先 进 制造 技 术 及应 用 等 方 面 的研 究
究 了不 同结构形 式 的发 动机盖 对 行人 头 部 的损 伤 程度 , 得到 了最优 发 动 机盖 结 构 。文 献 [ 4 ] 建 立 了 头
部 冲击器 及铝 制发 动机 盖板有 限 元模 型 , 分 析 了其 行 人 头部 保 护 功效 。文献 [ 5 ] 针 对 某款 发 动 机 罩 铰 链 进 行改进 分 析 , 降低 了铰链 区域 的头部 伤 害指数 ( H I C) 。针 对 以上研究 对 头部 伤 害影 响的不 全 面性 , 本 文 旨在 利用 有 限元 分 析方法 , 对某 车 型发动 机盖 进行 多方 案对 比, 改 善对行 人 头部 的保护 性能 。 以行 人头 部在 交通 事故 中碰撞 于 汽车 车身发 动机 盖为 分 析对 象 , 运用 L S . D Y N A等 仿 真软 件 进行 分 析 , 计 算 不 同发动 机盖 参数对 行人 头部 的损 伤值 , 研究 如何 降低 车身 发动机 盖对 头部 撞击 的损 伤 。
) [ ) ,图 1 成 人 头 部 冲 击 器
式 中: a ( t ) 为 碰撞 过 程 中头 部 质 心合 成 加 速度 ; t 一t 。 为 H I C达 到 最 大 值 时 的
时间 间隔 , 在实 际应用 中最 大 时间 间隔取 1 5 ms 。
摘要 : 针对某运动型多用途车 ( S U V ) 进行成人头部模型撞击 发动机盖 的仿真试验 , 分 析 了发 动 机 盖 不 同 内衬
结构 、 撞击位置 、 发 动机 盖材 料 和发 动 机 盖 外 板 厚 度 等对 头部 伤 害 指数 ( H 1 C ) 、 头 部 最 大 加 速 度 和 最 大 位 移 的 影响。研究结果表明 : 影 响头 部 伤 害 的主 要 因素 有 发 动 机 舱 内 的布 置 空 间 、 发动机盖刚度和发动机盖材料 ; 厚
收 稿 日期 : 2 0 1 5一 O 1—1 9
度不同的发动机盖在布置空间小的区域对头部 H 1 C值 没有 明显 改善 。
关键词 : 汽车安全 ; 行人保护 ; 成人头部模型 ; 发 动机 盖
中图分类号 : U 4 6 1 . 9 1 文 献 标 志码 : A
0 引 言
随着 各 国城市 人 口 日益密 集 以及 汽 车保 有 量 的持 续 增 多 , 道 路交 通 中 的人 员安 全 问题 越 发 突 出 。
V0 1 . 36 No. 4
Aug . 201 5
文章 编号 : 1 6 7 2— 6 8 7 1 ( 2 0 1 5 ) 0 4— 0 0 3 2— 0 5
行 人头 部在 交通 事故 中撞 击 车 身 发 动 机 盖 的仿 真
李 军, 谢 金 利
( 重 庆 交 通 大 学 机 电与 汽 车 工 程 学 院 , 重庆 4 0 0 0 7 4 )
第3 6卷 第 4期
2 0 1 5年 8月
河 南 科 技 大 学 学 报 :自 然 科 学 版
J o u r n a l o f He n a n U n i v e r s i t y o f S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y: Na t u r a l S c i e n c e
在 整个 发动机 盖试 验 区域 内 , 用头部伤害指数 ( H I C) 对 头部 伤 害进 行 评 价, H I C不得 超过 1 0 0 0 。头 部加 速 度 的滤 波 等 级 为 C F C 1 0 0 0 。H I C的具 体 计 算 方法 为:
a =
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