人车相撞头部伤害影响因素仿真分析及试验
仿真模拟在汽车碰撞中的损伤分析与修复研究
仿真模拟在汽车碰撞中的损伤分析与修复研究汽车碰撞是一个极其常见的交通事故，也是引发严重伤害和财产损失的主要原因之一。
为了更好地理解和应对汽车碰撞事故，仿真模拟技术在碰撞损伤分析和修复研究中起到了重要作用。
本文将对仿真模拟在汽车碰撞中的损伤分析与修复进行研究。
一、引言随着汽车产业的不断发展，汽车碰撞安全性的需求也日益提高。
汽车碰撞损伤分析与修复研究成为迫切需要解决的问题之一。
传统的实验方法受限于成本和时间，难以满足汽车碰撞测试的需求。
因此，仿真模拟技术应运而生，成为一种高效、经济、可靠的解决方案。
二、仿真模拟与碰撞损伤分析1. 碰撞模型建立在进行碰撞损伤分析之前，首先需要建立汽车碰撞的仿真模型。
这一步骤包括选择合适的软件平台、导入车辆的3D模型和定义材料属性等。
通过仿真模拟程序，可以模拟真实碰撞中的运动和物理行为。
2. 碰撞损伤评估通过仿真模拟，可以了解车辆在碰撞过程中的各个部件所受到的应力和变形。
基于这些数据，可以评估车辆的碰撞安全性和受损程度。
常用的评估指标包括变形量、应力和能量吸收能力等。
这些指标可以帮助研究人员更好地了解碰撞损伤情况，为车辆设计和改进提供参考。
3. 损伤分析与修复策略通过仿真模拟，可以对车辆碰撞损伤进行分析，找出损伤的具体位置和程度。
根据损伤分析的结果，可以制定相应的修复策略。
修复策略可能包括更换受损部件、修复或加固结构等。
通过仿真模拟技术，可以预先模拟修复过程，评估修复效果，并选择最优方案。
三、仿真模拟技术在汽车碰撞中的应用1. 碰撞测试与验证仿真模拟技术可以用于模拟和验证汽车碰撞测试。
传统的碰撞测试需要消耗大量的时间和成本，并且受到实验条件的限制。
而通过仿真模拟，可以在计算机上进行虚拟的碰撞测试，减少了实验的成本和风险。
2. 结构设计与优化通过仿真模拟，可以对汽车的结构进行设计和优化。
研究人员可以通过修改结构参数和材料选型等方式，提高汽车的碰撞安全性和耐久性。
仿真模拟可以帮助研究人员快速评估不同结构方案的性能，并选择最优设计。
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。
行人与车辆碰撞过程中的头部伤害分析
行人与车辆碰撞及头部伤害分析乔维高（1 武汉理工大学，武汉，430070）[摘要]本文首先对我国南部某地区的行人与车辆碰撞的事故进行了分析，得出人与车辆碰撞典型事故形态的影响因素，并着重分析了碰撞时行人头部伤害的机理和原因，从而为行人与车辆碰撞机理的进一步研究和行人保护措施的研究提供了一定的依据。
[关键词]行人，车辆，碰撞，伤害Study of Vehicle-Pedestrian Collisions and Head InjuryQiao Weigao(1- Wuhan University of Technology,Wuhan,430070)[Abstract] This paper Firstly analyses the accident characteristics of Vehicle-Pedestrian collisions from South Area in our country, and gets effecting factors of Vehicle-Pedestrian collisions and pedestrian head injurys mechanism and reasons in Vehicle-Pedestrian Collisions. It will provide the theoretical basis for the studies of Vehicle-Pedestrian Collisions mechanism and pedestrian’s protecting methods.[Key words] vehicle, pedestrian, collision, injury1 概述全世界汽车保有量约6亿多辆，我国仅占1.6%，而每年死于交通事故的人数却占全世界的1/9。
2000年，我国公安交通管理部门共受理道路交通事故近61.7万起，其中有9.3万多人死亡, 41.9万多人受伤, 直接经济损失达26亿多元。
行人汽车碰撞损伤研究中的人体头部有限元建模方法
行人汽车碰撞损伤研究中的人体头部有限元建模方法作者：王群范李晖王娟李美莹颜潇童燮羊玢吴廖华来源：《科技资讯》2016年第12期摘要：为了研究行人汽车碰撞事故中人体头部的生物力学响应和损伤机理，建立了一种具有详细解剖学特征的人体头部有限元模型，并且基于国外经典尸体模型实验，验证新建模型的生物逼真度。
结果表明，该模型能有效地模拟汽车碰撞事故，为车辆碰撞事故中人体头颈部损伤安全防护装置研制提供理论依据。
关键词：汽车碰撞，头部有限元模型，损伤生物力学中图分类号： R641 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）05（a）-0000-000前言在发生交通事故时，头部损伤因其致命性已成为最严重的交通损伤。
对人体头部的损伤研究能有效提高对其的防治水平。
近年来，在损伤研究领域，头部有限元分析法得到了较大的发展，多种有限元模型相继被建立[1-2]。
精确的人体头部有限元模型进行的动力分析和预测性计算对研究颅脑损伤机理有重要的参考价值，具有很强的实用性和经济性。
1人体头部有限元模型的建立1.1有限元模型构建的总体框架本研究提出了具有人体解剖学结构的头部有限元模型的构建过程。
模型几何数据来源于50百分位成年男性人体的解剖学结构尺寸。
模型建立整个过程可以大致分成图像采集、数字图像预处理、三维重建、有限元模型建立等几个主要步骤。
1.2人体头部有限元模型的建立步骤1.2.1图像采集对所要研究的颅脑进行断层扫描（CT）和核磁共振扫描（MRI），获得断层图像；通过断层扫描获得的横断面图像准确，图像清晰，有很高的密度分辨率，能够较好地显示骨结构，即使是紧凑型和松质的骨组织CT 成像也有效，但其中以自动化的强度为基础的分割算法不适用于区分 CT 图像中的各种软组织。
所以对软组织细节采用核磁共振扫描，获得的硬膜内神经结构显示良好，可以形成物体内部的结构图像。
1.2.2数字图像预处理将得到的断层图像导入到Mimics软件中，对图像进行预处理，包括滤波、分割、轮廓提取等步骤，得到点云图像。
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。
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
碰撞模拟仿真对车辆碰撞事故中乘员头颈部损伤的影响分析
碰撞模拟仿真对车辆碰撞事故中乘员头颈部
损伤的影响分析
由于限制了字数和题目格式，无法进行具体文章撰写。
不过，我可以提供一个适合该题目的大纲，你可以根据该大纲进行文章写作。
大纲如下：
I. 简介
- 碰撞模拟仿真在车辆碰撞事故中的重要性和应用背景
- 乘员头颈部损伤在车辆碰撞事故中的严重性和影响
II. 车辆碰撞事故中乘员头颈部损伤的机理
- 介绍车辆碰撞事故中乘员头颈部损伤的常见机理，如惯性力、颈部超伸等
- 分析不同碰撞类型和速度对乘员头颈部损伤的影响
III. 碰撞模拟仿真的原理
- 简要介绍碰撞模拟仿真的原理和基本步骤
- 引用相关研究，说明碰撞模拟仿真在车辆碰撞事故中乘员头颈部损伤研究中的应用
IV. 碰撞模拟仿真对车辆碰撞事故中乘员头颈部损伤的影响分析
- 综述相关研究，说明碰撞模拟仿真对车辆碰撞事故中乘员头颈部损伤的影响分析方法
- 分析不同仿真参数对乘员头颈部损伤的影响，如碰撞速度、碰撞角度等
- 探讨碰撞模拟仿真在车辆碰撞事故中乘员头颈部损伤预防和保护措施的应用前景
V. 结论
- 总结碰撞模拟仿真对车辆碰撞事故中乘员头颈部损伤的影响分析研究
- 强调碰撞模拟仿真在车辆安全设计中的重要性和发展前景
请根据该大纲进行文章撰写，并注意适当扩充和表达。
汽车碰撞仿真中的人体模型研究
汽车碰撞仿真中的人体模型研究随着汽车行业的发展和安全意识的提高，越来越多的汽车制造商开始将碰撞仿真技术应用于车辆设计中。
碰撞仿真可以模拟车辆在不同碰撞情况下对乘客和行人的影响，帮助制造商在车辆设计阶段就发现潜在的问题并进行改进。
在汽车碰撞仿真中起着重要作用的就是人体模型研究。
人体模型是用于模拟人体在碰撞事故中受到的损伤和伤害的数学模型。
为了精确模拟人体在碰撞事故中的反应，人体模型需要考虑各种因素，比如人体各个部位的强度和柔韧性、碰撞角度和速度、安全带的作用等等。
目前，人体模型主要分为两类：生物力学模型和体积模型。
生物力学模型可以精确地模拟人体在碰撞事故中的受伤和损伤情况，但是对数据精确度的要求很高，需要大量的实验和数据收集。
而体积模型则更加简单易用，只需要将人体分成一些简单的几何体，并赋予不同的材质性质，就可以模拟出碰撞事故中人体的反应。
无论是哪一种模型，人体模型都需要经过不断的修改和改进，才能更好地模拟人体在碰撞事故中的反应。
比如，在汽车碰撞仿真中，人体模型需要考虑不同年龄段、性别、身高、体重等因素对受伤和损伤的影响，以便更加精确地预测事故后的情况。
此外，人体模型的研究还需要涉及到软件和硬件的配合，以提高模拟的精度和计算的速度。
比如，需要使用高性能计算机来模拟人体在碰撞事故中的反应，以便更快地得到结果。
同时，还需要使用专业的仿真软件，以便更加精确地模拟碰撞事故中的情况。
除了在汽车碰撞仿真中，人体模型的研究还可以应用于其他领域，比如医学和机械工程。
在医学中，人体模型可以用于研究不同外力对人体的影响，以便更好地设计医疗器械和设备。
而在机械工程中，人体模型可以用于研究不同机器对工人健康的影响，以便更好地设计和改进工作场所。
总之，人体模型的研究在汽车碰撞仿真中起着至关重要的作用。
通过不断地改进和完善人体模型，我们可以更好地预测汽车碰撞事故的影响，从而更好地保护乘客和行人的安全。
同时，人体模型的研究也可以应用于其他领域，以便更好地保护人民健康和生命安全。
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2007年(第29卷)第10期汽 车 工 程Aut omotive Engineering2007(Vol .29)No .102007194人车相撞头部伤害影响因素仿真分析及试验 原稿收到日期为2006年7月20日,修改稿收到日期为2006年11月7日。
葛如海,王岐燕,陈晓东,韩 兵(江苏大学汽车与交通学院,镇江 212013)[摘要] 在汽车与行人碰撞事故中,行人头部伤害是造成行人重伤或死亡的主要原因。
采用有限元三维实体建模技术,建立了发动机罩和包括头皮、头骨两层球体结构的行人头部有限元模型,分析了头部与发动机罩的瞬态大变形非线性撞击响应,得到了头部与发动机罩相撞时的速度、位置及头部质量、发动机罩的厚度、摩擦因数等因素对头部伤害的影响规律,并对铝质与钢质发动机罩作了比较,结果表明铝质发动机罩对行人头部具有更好的保护效果。
关键词:发动机罩;行人头部;碰撞;有限元分析Si m ulati on Analysis and Test on I nfluencing Fact ors ofHead Injuries in Car 2pedestrian AccidentsGe Ruha i ,W ang Q i yan,Chen X i a odong &Han B i n gSchool of A uto m obile and Traffic Engineering,J iangsu U niversity,Zhenjiang 212013[Abstract] By adop ting 32D finite ele ment modeling technol ogy,finite ele ment models for engine hood and hu man head with t w o 2layer s pherical shell structure f or scal p and skull are established .Nonlinear res ponses t o in 2stantaneous large def or mati on of pedestrian head and engine hood are analyzed,and the influence rule of the i m pact vel ocity and positi on,head mass,the thickness of engine hood and fricti on coefficient on head injury are obtained .Besides,steel and alu m inu m as the material of engine hood are compared,and it comes out that alum inum hood has better p r otecti on effect for pedestrian head .Keywords:Eng i n e hood;Pedestr i a n head;Collisi on;F i n ite ele m en t ana lysis前言随着汽车碰撞安全性研究工作的不断深入,汽车安全结构及安全装置如安全带、安全气囊等已经在汽车上得到了广泛使用。
这些安全结构和装置对车内乘员起到了明显的保护作用,使得在汽车与汽车的碰撞事故中的乘员伤亡率大大降低。
然而,汽车对行人及其它车外人员造成的伤害仍然很严重。
从行人伤害部位来看,头部和下肢最容易受到伤害[1],下肢的伤害多数引起行人的伤残,它不会直接导致死亡,而头部伤害导致行人死亡的概率高达64%[2],所以头部伤害是造成行人死亡的主要原因,因此开展行人头部与汽车碰撞的研究具有重要的意义。
文中采用三维有限元法,研究人的头部与发动机罩相撞时的动态响应问题。
1 仿真分析模型的建立以及试验验证111 发动机罩模型研究所用发动机罩采用冷轧低碳钢DC04钢板,主要由内板、外板、内外板支架等组成。
仿真所建发动机罩模型外板厚度为018mm ,内板厚度为017mm ,支架厚度为1120mm 。
发动机罩的内外板通过压边的方式连接在一起,内板和外板的胶结部分用刚性单元来模拟。
支架和内板之间通过点焊连接,共有7个焊点,焊点用刚性单元来模拟。
采用Hyper mesh 软件将其划分壳单元网格,有限元模型见图1,全部模型共有23178个节点和23272个单元。
2007(Vol .29)No .10葛如海,等:人车相撞头部伤害影响因素仿真分析及试验・839 ・图1 发动机罩有限元网格图112 头部模型的建立图2 头部有限元网格图根据EEVC /W G17所规定的头部模型(以下简称头模)试验条件,建立一个带有皮肤的成人头模头部(图2)。
模型为头皮和头骨两层的球体模型,质量为418kg 。
外球直径为法规规定的165mm ,厚度为5mm 。
设定头皮为均匀的、各向同性黏弹性材料,头骨为刚性材料。
表1为头模和发动机罩的材料参数。
表1 头模和发动机罩的材料参数材料描述杨氏模量/MPa泊松比质量密度/kg ・m -3头皮341501401176发动机罩21000001307800图3 发动机罩碰撞区域的标记[3]113 发动机罩碰撞区域标识按照欧洲轿车评价程序,对发动机罩进行标记,如图3所示。
以A2C 为例,字母A 表示成人头模碰撞区,数字2表示在成人头模碰撞区的第2个1/6份;字母C 是成人头模碰撞区的第2个1/6份的碰撞区C 。
研究所用发动机罩仅存在成人头模碰撞区中的C 、D 两区以及儿童头模碰撞区,成人头模碰撞区的A 、B 两区落在挡风玻璃上。
114 仿真模型的试验验证试验前先按照欧洲轿车评价程序将发动机罩进行碰撞区域的划分。
采用三点简支的边界条件来固定发动机罩,不计发动机罩橡胶密封条的作用。
试验在跌落塔试验台上进行,因受跌落塔装置试验条件限制,仅在A2C 、A3C 、C2B 、C2D 4个区域选择冲击点进行试验,而且跌落塔装置发送头模撞击发动机罩的速度也受到限制,依次为1319、1410、810、1814k m /h,碰撞角度均为65°。
将发动机罩和头模的有限元模型导入LS 2DY NA 进行碰撞仿真分析,仿真时的条件与试验条件一致。
发动机罩内板后部为左右双铰链固定,前部中间使用锁销固定。
将发动机罩有限元模型按照实车安装情况施加约束条件,即约束其后部与铰链相连的左右4个螺栓孔的全部自由度和前部锁孔除绕x 轴转动以外的所有自由度。
表2为4个碰撞区试验结果与仿真结果的比较,A3C 区的碰撞试验与仿真达到峰值所用的时间误差较大,是因为距离A2C 区近而受其影响。
因篇幅有限,仅给出一个碰撞区内的加速度历程曲线,图4为在A2C 区碰撞时试验和仿真得到的头部撞击点的加速度曲线。
可见有限元仿真的加速度最大值及表2 试验结果与仿真结果的比较碰撞位置碰撞速度/km ・h -1加速度峰值峰值时间成人碰撞区A2C 区1319试验值31g 16m s 仿真值2915g 1515m s 误差418%311%成人碰撞区A3C 区1410试验值2815g 20m s 仿真值31g 16m s 误差817%20%儿童碰撞区C2B 区810试验值2111g 19m s 仿真值2219g 17m s 误差318%1015%儿童碰撞区C2D 区1814试验值3617g 1918m s 仿真值3616g 17m s 误差013%14%图4 头部撞击试验和有限元方法的对比・840 ・汽 车 工 程2007年(第29卷)第10期其达到最大值的时间和试验值很接近,说明所建发动机罩的有限元模型正确。
2 头部伤害的影响因素为分析头模与发动机罩相撞时头部伤害的影响因素,仿真时按照EEVC/W G17法规规定的试验条件,将头部模型以65°撞击角、40km/h速度撞击发动机罩。
211 头部撞击发动机罩位置的影响仿真结果见图5,可以看出撞击点的位置影响撞击加速度的峰值。
当头模落于发动机罩边缘的A1C区,发动机罩弯曲变形小,对头部撞击力缓冲较小,因此峰值高,且头部伤害标准(H I C)值高达1537;A2C区的H I C值为857;A3C区,因其接近发动机罩中间轴线处的加强筋,刚度较大,所以在此区碰撞的H I C值为986,也比A2C区高。
212 儿童碰撞区与成人碰撞区的比较仿真时,成人头模碰撞区的撞击角65°,儿童头模碰撞区的撞击角度为50°。
仿真结果见图6,在儿童头模碰撞区的碰撞,加速度曲线峰值过高,且H I C 值高达1451。
因此应在儿童头部撞击区进行改进设计。
213 头模质量的影响不同质量的头部模型在A2C区撞击发动机罩的加速度时间历程如图7所示。
由图可见随着头部质量的减小,加速度峰值增大。
这是因为在发动机罩刚度、撞击速度不变的情况下,头模质量小,相对图5 撞击点位置的影响图6 儿童与成人碰撞区比较图7 头模质量的影响刚度大,导致头模的撞击加速度大。
214 撞击速度的影响在A2C区,头模分别以50、40、30km/h的速度撞击发动机罩时,有限元法仿真得到头部加速度曲线如图8所示。
由图可见撞击速度对加速度峰值影响较大。
且经计算,撞击速度为50k m/h时,H I C值已高达1436,增大了对头部的伤害。
215 发动机罩外板厚度的影响在A2C区,仅改变外板厚度时,有限元仿真得到的板厚度对加速度峰值影响如图9所示。
可以看出,随着板厚变小,峰值降低。
原因是板厚变小,发动机罩的刚度减小,能产生更大的变形以吸收能量。
经计算,板厚为018mm时的H I C值为857,110mm时为1081,112mm时为1144。
因此,为了更好地保护行人头部,在满足其他设计要求的情况下,板应尽可能薄。
216 发动机罩内板厚度的影响在A2C区,其余条件不变,仅改变内板厚度时,有限元仿真得到的板厚度对加速度峰值影响如图10所示。
可以看出,随着板厚变小,峰值降低。
原因也是板厚变小,发动机罩的刚度减小,能产生更大的变形以吸收能量。
经计算,内板厚为017mm时的H I C值为857,015mm时为637,110mm时为1173。
随板厚的增加,头部伤害值也增大。
因此,为了更好地保护行人头部,在满足其他设计要求的情况下,内板也应尽可能薄。
图8 撞击速度的影响图9 发动机罩厚度的影响图10 发动机罩内板厚度的影响2007(Vol.29)No.10葛如海,等:人车相撞头部伤害影响因素仿真分析及试验・841 ・217 摩擦因数的影响其余条件不变,只改变成人头模与发动机罩外板之间的摩擦因数。