汽車前碰撞中6歲兒童乘員約束系統(tǒng)的仿真研究.pdf

1、我國(guó)車輛交通事故導(dǎo)致的兒童死亡率是歐洲的2.5倍，美國(guó)的2.6倍。因此兒童損傷防護(hù)是車輛安全研究領(lǐng)域要優(yōu)先考慮的問(wèn)題之一。有關(guān)研究表明，汽車兒童約束系統(tǒng)對(duì)于提高兒童乘車安全性效果明顯。但是，6歲兒童乘員在專用約束系統(tǒng)一增高座椅的實(shí)際使用情況中存在兩個(gè)重要問(wèn)題：第一，使用率低，尤其是在中國(guó)：第二，誤用率高。為了提高我國(guó)兒童尤其是學(xué)齡兒童乘車的安全性，對(duì)碰撞中兒童乘員響應(yīng)及乘員專用約束系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和改進(jìn)研究是非常必要的。 本論文采用多

2、體動(dòng)力學(xué)軟件MADYMO及數(shù)據(jù)庫(kù)里的P6假人模型，建立了14個(gè)6歲兒童乘員前碰撞條件下的仿真模型。模擬分析了：(1)正確使用增高座椅情況下，增高座椅的外形設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)兒童乘員的響應(yīng)及損傷風(fēng)險(xiǎn)的影響；(2)不使用增高座椅或使用增高座椅但兒童沒(méi)有被正確約束情況下兒童乘員的響應(yīng)及損傷風(fēng)險(xiǎn)。參照FMVSS213和ECER44法規(guī)給定的兒童損傷準(zhǔn)則，對(duì)每個(gè)模型中兒童的頭部合成加速度(ares)、HIC值(HIC36)、胸部合成加速度(ares)、胸

3、部垂直加速度(az)、頸部軸向載荷(Fz)以及頸部彎曲力矩(My)進(jìn)行了分析研究。 研究結(jié)果表明，汽車前碰撞中，正確使用增高座椅情況下，增高座椅的靠背、扶手、肩帶限位導(dǎo)向孔對(duì)兒童的頭、頸、胸及腰脊柱的損傷風(fēng)險(xiǎn)有明顯的影響，這主要是因?yàn)樗鼈兏淖兞顺扇俗伟踩珟г趦和砩系亩ㄎ宦窂綄?dǎo)致的。與非整體式帶定位增高座椅相比，使用整體式帶定位增高座椅時(shí)假人腰脊柱部位受到的剪切載荷和軸向載荷都降低了。 在不使用增高座椅或使用了增高座椅

4、但兒童沒(méi)有被正確約束的情況中，不使用任何約束系統(tǒng)時(shí)兒童的損傷風(fēng)險(xiǎn)最高：對(duì)于僅使用了三點(diǎn)式成人座椅帶的情況，兒童無(wú)論是傾斜坐姿還是垂直坐姿，座椅帶的肩帶都勒住了兒童的頸部；肩帶置于兒童背后時(shí)，無(wú)論有無(wú)增高座椅，兒童腰脊柱受到的載荷都是比較高的；對(duì)于肩帶置于兒童胳膊下方情況，無(wú)論有無(wú)增高座椅，兒童的坐姿都發(fā)生了嚴(yán)重傾斜，當(dāng)不使用增高座椅時(shí)，兒童胸部的損傷風(fēng)險(xiǎn)最高；使用增高座椅且安全帶有松弛情況下，兒童頭、胸部的損傷風(fēng)險(xiǎn)也是比較高的。