答辩-儿童乘员约束系统的碰撞安全性研究.pptVIP

汽车安全研究者对于婴幼儿乘车安全的关注要多于学龄儿童乘车安全的关注 * * * * 儿童乘员约束系统的碰撞安全性研究 * * 主要内容 研究背景 研究意义 研究内容 结论与创新点 研究背景 儿童安全是汽车安全领域的重要课题之一 交通事故是14岁以下儿童死亡的主要原因 （Parenteau Viano, 2003） 儿童乘坐在汽车后座并使用合适的儿童约束系统可以有效降低致命伤害和损伤风险 参照欧洲ECE R44法规，我国组织工业界起草了《机动车儿童乘员用约束系统》强制性国家标准。 * 研究背景 儿童约束系统(CRS)简介 儿童约束系统(Child Restraint System)，是专门为婴幼儿和儿童乘车安全而设计的装置。 儿童安全座椅或坐垫 连接固定系统 安全带系统 研究背景 儿童约束系统分类 * 年龄增长 增高坐垫：适用于4~12岁儿童 研究意义 对于大龄儿童，不使用约束系统或者直接使用成人安全带约束系统都存在较高损伤风险 增高垫约束系统安全性需要进一步研究 * 研究内容 儿童约束系统仿真平台搭建 增高垫儿童约束系统控制参数分析 * 仿真平台搭建 根据ECE R44/04的描述，同时参考真车环境，建立的仿真模型包括 加速度场 儿童假人模型 儿童增高垫 成人安全带模型 汽车座椅模型 加速度场 为了简化模型和节省运算时间，做了如下假设：车模型仅包括后排座椅模型和前排座椅模型，然后将车模型视为不动体，而将汽车碰撞的减速度值求反后作用到增高座椅和儿童乘员身上。 本论文模拟的是初始碰撞速度为50KM/h的0度正面碰撞过程，选用了MADYMO73数据库中e_tnop34el.xml例子中的碰撞加速度一时间函数 儿童假人模型 本论文采用的是MADYMO73假人数据库中Hybrid Ⅲ系列多刚体儿童假人模型中的6YO，可通过输入文件d_hyb36yel_inc.xml获得。 儿童增高垫 增高垫有限元模型采用逆向工程技术路线，将拆散的增高垫部件通过三维图像法扫描，得到增高垫点云数据,使用逆向工程软件RapidForm将点云处理成CAD模型，然后使用Hypermesh划分网格，得到增高垫有限元模型。 Scan RapidForm Hypermesh 汽车座椅模型及假人初始定位 本论文采用的是MADYMO73数据库中某款后排座椅的有限元模型 汽车座椅模型及假人初始定位 假人的初始定位对仿真结果有重要的影响 成人安全带模型 本模型中，由于增高垫形状的影响，需要通过预模拟 (Pre-simulation)确定FE 安全带节点坐标，从而建成贴合的比较好的多体与有限元混合安全带。 模型的完整输出 增高垫儿童约束系统控制参数分析 由于现有的成人安全带系统是根据成年人的体格特征所设定的，本文将选定以下参数作为研究对象： 预紧器 限力器 预紧器的影响 本文选定了约束系统的4种工况 序号 描述 工况一 基准模型，无预紧器 工况二 卷收器预紧器（预紧量40mm） 工况三 锚点预紧器（预紧量40mm） 工况四 锚点预紧器（预紧量为40mm） 带扣处有安全带双向锁止器 预紧器的影响 * 3.Anchor 40mm 2.Buckle 40mm 1.Baseline 4. Anchor 40mm (two-way locking tongue) * 预紧器的影响 损伤指标 法规 工况一 工况二 工况三 工况四 HIC15 700 259 239 253 470 头部位移-X（mm） 550 316 295 303 336 头部位移-Z（mm） 800 237 230 232 250 头部合成 加速度（g） 80 52 49.9 52.6 67.0 颈部Nij 1 0.94 0.88 0.90 1.01 胸部3ms 合成加速度 55 53.5 45.8 50.3 61.7 胸部3ms 垂直加速度 / 17.3 18.2 18.3 12.5 胸部压缩量（mm） 52 36.8 35.6 35.4 35.0 胸部3ms 合成加速度（g） 60 51.4 50.4 52.3 56.5 XZ平面腹带 相对腹部滑移量 30 31 23 33 24 预紧器的影响 胸部合成加速度 头部合成加速度 盆骨后向角位移 预紧器小结 (1) 卷收器预紧器能减小安全带肩带和腹带的初始间隙，有利于减小儿童乘员头部、颈部和胸部伤害值，同时减小儿童乘员的“下潜”风险。 (2) 锚点预紧器能通过滑环减小肩带的初始间隙，从而减小头部胸部的伤害值，却增加了“下潜”风险，可以通过安全带锁止器来限制肩带和腹带的相互滑动来减小“下潜”风险。 预紧器对“下潜”的影响与预紧位置有关，若要消除“下潜”趋势，需要结合肩