汽车安全与节能学报 ›› 2023, Vol. 14 ›› Issue (6): 688-697.DOI: 10.3969/j.issn.1674-8484.2023.06.005
收稿日期:
2023-05-12
修回日期:
2023-08-22
出版日期:
2023-12-31
发布日期:
2023-12-29
作者简介:
武和全(1982—),男(汉),湖北,副教授。E-mail:csust_vehicle@hotmail.com。
基金资助:
WU Hequan(), ZHOU Huilai, LI Yihui, HU Lin
Received:
2023-05-12
Revised:
2023-08-22
Online:
2023-12-31
Published:
2023-12-29
摘要:
为了研究后排乘员不同坐姿的正面碰撞损伤生物力学特征,采用有限元仿真分析的研究方法,对THUMS AM50乘员在50 km/h正面碰撞时标准坐姿、左倾15°以及右倾15°这3种坐姿下的损伤生物力学进行了分析。并针对左倾15°坐姿,使用3+2点式安全带以及后排正向安全气囊对乘员进行了碰撞保护策略研究。结果表明:乘员左倾15°坐姿损伤最为严重,为此使用3+2点式安全带能有效减轻乘员头部损伤;使用后排正向安全气囊很大程度上对乘员头部以及胸部起到保护作用,并且对左右倾斜坐姿的乘员也具有好的保护效果。未来需要加强对后排乘员的保护研究,以适应不同的碰撞工况以及复杂多变的乘员坐姿。
中图分类号:
武和全, 周惠来, 李羿辉, 胡林. 汽车正面碰撞中后排不同坐姿乘员损伤生物力学分析[J]. 汽车安全与节能学报, 2023, 14(6): 688-697.
WU Hequan, ZHOU Huilai, LI Yihui, HU Lin. Biomechanical analysis of occupant damage in different sitting positions in the rear seat in a frontal collision[J]. Journal of Automotive Safety and Energy, 2023, 14(6): 688-697.
坐姿 | NSP | OOP_L15 | OOP_R15 | |
---|---|---|---|---|
骨折情况 | 5根 (L1, L7, L8, L10, R1) | 3根 (L8, R3, R7) | 4根 (L1, R1, R3, R7) | |
骨折位置 | ||||
胸部 最大 压缩量 / mm | 左上 | 18.1 | 4.8 | 8.9 |
右上 | 9.1 | 19.9 | 11.6 | |
左下 | 52.4 | 59.5 | 43.1 | |
右下 | 26.1 | 9.4 | 3.1 | |
上侧 | 26.8 | 10.7 | 27.5 | |
下侧 | 16.8 | 34.3 | 2.2 | |
最大 塑性 应变/ MPa | 心脏 | 0.27 | 0.37 | 0.71 |
肝脏 | 0.58 | 0.31 | 0.22 | |
脾脏 | 0.32 | 0.33 | 0.18 | |
肺部 | 0.46 | 0.41 | 0.39 |
坐姿 | NSP | OOP_L15 | OOP_R15 | |
---|---|---|---|---|
骨折情况 | 5根 (L1, L7, L8, L10, R1) | 3根 (L8, R3, R7) | 4根 (L1, R1, R3, R7) | |
骨折位置 | ||||
胸部 最大 压缩量 / mm | 左上 | 18.1 | 4.8 | 8.9 |
右上 | 9.1 | 19.9 | 11.6 | |
左下 | 52.4 | 59.5 | 43.1 | |
右下 | 26.1 | 9.4 | 3.1 | |
上侧 | 26.8 | 10.7 | 27.5 | |
下侧 | 16.8 | 34.3 | 2.2 | |
最大 塑性 应变/ MPa | 心脏 | 0.27 | 0.37 | 0.71 |
肝脏 | 0.58 | 0.31 | 0.22 | |
脾脏 | 0.32 | 0.33 | 0.18 | |
肺部 | 0.46 | 0.41 | 0.39 |
损伤类别 | 数值 | 损伤类别 | 数值 |
---|---|---|---|
头部HIC15 | 226.9 | 颈部ALL应变 | 0.42 |
头部加速度 | 52.7g | 颈部PLL应变 | 0.83 |
头部BrIC | 0.04 | 颈部CL应变 | 1.53 |
胸部骨折情况 | L1, R1, R7 | 颈部LF应变 | 0.69 |
胸部左上压缩量 | 8.3 mm | 颈部ISL应变 | 2.80 |
胸部左下压缩量 | 59.3 mm | 颈椎应力 | 53.32 MPa |
胸部上侧压缩量 | 27.4 mm | 心脏应变 | 0.54 |
胸部下侧压缩量 | 17.1 mm | 肝脏应变 | 0.23 |
胸部右上压缩量 | 21.8 mm | 脾脏应变 | 0.35 |
胸部右下压缩量 | 1.5 mm | 肺部应变 | 0.32 |
损伤类别 | 数值 | 损伤类别 | 数值 |
---|---|---|---|
头部HIC15 | 226.9 | 颈部ALL应变 | 0.42 |
头部加速度 | 52.7g | 颈部PLL应变 | 0.83 |
头部BrIC | 0.04 | 颈部CL应变 | 1.53 |
胸部骨折情况 | L1, R1, R7 | 颈部LF应变 | 0.69 |
胸部左上压缩量 | 8.3 mm | 颈部ISL应变 | 2.80 |
胸部左下压缩量 | 59.3 mm | 颈椎应力 | 53.32 MPa |
胸部上侧压缩量 | 27.4 mm | 心脏应变 | 0.54 |
胸部下侧压缩量 | 17.1 mm | 肝脏应变 | 0.23 |
胸部右上压缩量 | 21.8 mm | 脾脏应变 | 0.35 |
胸部右下压缩量 | 1.5 mm | 肺部应变 | 0.32 |
类别 | 数值 | 类别 | 数值 |
---|---|---|---|
头部HIC15 | 199.8 | 颈部ALL应变 | 0.88 |
头部加速度 | 46.9 g | 颈部PLL应变 | 0.66 |
头部BrIC | 0.83 | 颈部CL应变 | 1.92 |
胸部骨折情况 | L8, R3, R7 | 颈部LF应变 | 0.86 |
胸部左上压缩量 | 12.6 mm | 颈部ISL应变 | 1.40 |
胸部左下压缩量 | 58.9 mm | 颈椎应力 | 14.02 MPa |
胸部上侧压缩量 | 15.0 mm | 心脏应变 | 0.34 |
胸部下侧压缩量 | 32.1 mm | 肝脏应变 | 0.29 |
胸部右上压缩量 | 19.2 mm | 脾脏应变 | 0.31 |
胸部右下压缩量 | 0.7 mm | 肺部应变 | 0.41 |
类别 | 数值 | 类别 | 数值 |
---|---|---|---|
头部HIC15 | 199.8 | 颈部ALL应变 | 0.88 |
头部加速度 | 46.9 g | 颈部PLL应变 | 0.66 |
头部BrIC | 0.83 | 颈部CL应变 | 1.92 |
胸部骨折情况 | L8, R3, R7 | 颈部LF应变 | 0.86 |
胸部左上压缩量 | 12.6 mm | 颈部ISL应变 | 1.40 |
胸部左下压缩量 | 58.9 mm | 颈椎应力 | 14.02 MPa |
胸部上侧压缩量 | 15.0 mm | 心脏应变 | 0.34 |
胸部下侧压缩量 | 32.1 mm | 肝脏应变 | 0.29 |
胸部右上压缩量 | 19.2 mm | 脾脏应变 | 0.31 |
胸部右下压缩量 | 0.7 mm | 肺部应变 | 0.41 |
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