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《西北农林科技大学》 2002年
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汽车碰撞后乘员最佳保护姿态的仿真研究

胡耀华  
【摘要】: 随着我国道路交通状况的不断改善,汽车保有量的不断增加和车速的逐渐提高,交通事故总量和所造成人员伤亡与财产损失近年来呈上升趋势。随着科学技术的发展,汽车的主动安全技术将在交通安全中起着越来越大的作用。但是,仍然不可避免地会发生意外情况。此时,汽车被动安全技术将是避免乘员受伤或死亡的唯一保障。在汽车的碰撞安全性的研究中,实车碰撞试验是最准确可靠的,但由于实车碰撞往往造成试验对象的一次性报废,极不经济。因此,用计算机进行模拟是研究汽车碰撞的一种经济、实用的方法。 本文分析了现有汽车碰撞中的乘员保护装置——安全带和安全气囊在汽车碰撞后对乘员的保护作用以及应用现状;论述人体的最佳保护姿态,介绍并分析人体卷曲驱动机构。汽车发生碰撞后,利用人体卷曲机构使人体最大限度地避免或减轻对乘员的危害性,以满足被动安全性的要求。在发生第二次碰撞前,人体卷曲机构帮助人体进入卷曲姿态,以避免发生第二次碰撞,而起到保护作用,且人体卷曲机构的价格远远低于安全气囊,且能重复使用,有利于推广应用。 汽车发生碰撞时,对提高耐撞力,避免或减轻乘员的伤害程度,人体卷曲姿态是乘员保护的最佳姿态。为了更好地评价汽车乘员保护装置,必须了解人体各个部位的耐冲击性及伤害指标;从而加强对耐冲击性低的部位的保护。为了研究人体的伤害机理,选择适当的人体模型作为研究对象;人体采用二维多刚体铰接模型,将人体简化为骨盆、躯干、头部、大腿、小腿、脚部、上臂和前臂八个刚体,而相应的七个关节腰、颈、髋、膝、踝、肩和肘,均简化为带有扭力弹簧和转动阻尼的铰链。在研究过程中,采用美国GM公司开发的第50百分位HYbird Ⅲ型男性模拟假人作为研究的人体模型;在分析多种多刚体动力学方法的基础上,采用多刚体系统动力学中的罗伯森—维腾堡方法(简称R/W方法)建立“乘员——座椅——人体卷曲机构”的数学模型。建立系统的动力学方程,为人体卷曲驱动机构能实现最佳保护姿态提供理论研究,为计算机仿真奠定基础。 罗伯森—维腾堡方法(简称R/W方法)与凯恩方法建立的动力学方程进行比较,得出结论:通过用不同的研究方法研究,进一步说明人体卷曲姿态是乘员自我保护的最佳姿态,人体卷曲机构可以减轻汽车碰撞后人体的伤害指标。
【学位授予单位】:西北农林科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:U461

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【引证文献】
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1 谢素超;铁道车辆结构耐撞性影响因素及优化研究[D];中南大学;2012年
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【参考文献】
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【共引文献】
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【同被引文献】
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中国博士学位论文全文数据库 前4条
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【二级引证文献】
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中国期刊全文数据库 前10条
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10 葛如海;许栋;王桃英;臧绫;;大客车正面碰撞乘员约束系统的仿真研究[A];江苏省汽车工程学会第九届学术年会论文集[C];2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
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3 记者 王渊 通讯员 杨建军;高碑店市项目建设三喜临门[N];河北经济日报;2006年
4 本报记者  张茧 刘爱民 实习生 叶乐 通讯员  李璀;钟志华:为民族汽车产业圆梦[N];湖南日报;2006年
5 记者 胡宇芬 通讯员 任树言;钟志华何清华喜获百万大奖[N];湖南日报;2008年
6 本报记者  欧阳洁;中国汽车碰撞标准解读[N];人民日报;2006年
7 记者 段佳;第三只眼监测汽车行驶安全[N];大众科技报;2008年
8 本报记者 陈军梅;雅力士顶级安全装备受关注[N];中国质量报;2008年
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4 寇哲君;可扩展冲击—接触并行计算及其在汽车碰撞模拟中的应用[D];清华大学;2003年
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6 武和全;汽车车架碰撞安全性分析及其优化设计[D];南昌大学;2009年
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8 施欲亮;基于耐撞性仿真的轿车车身零件拼焊板设计方法研究[D];上海交通大学;2008年
9 林庆峰;汽车碰撞散落物动力学仿真及试验研究[D];吉林大学;2006年
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1 曹静静;基于虚拟现实技术的汽车碰撞仿真研究[D];青岛理工大学;2013年
2 葛云飞;电动汽车碰撞安全性分析[D];山东理工大学;2013年
3 杜吉祥;汽车碰撞事故的计算机模拟再现技术的研究[D];合肥工业大学;2002年
4 唐明福;主被动结合汽车碰撞缓冲吸能装置控制系统研究[D];湖南大学;2010年
5 刘学术;汽车碰撞特征参数研究[D];大连理工大学;2003年
6 钟云锋;多目标优化在汽车碰撞安全性设计中的应用[D];湖南大学;2013年
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8 陈琪;基于虚拟试验技术的汽车碰撞安全性研究[D];重庆理工大学;2010年
9 张伟;汽车碰撞及防撞梁结构优化研究[D];西南交通大学;2012年
10 张晓玉;基于制动加速度积分的汽车碰撞吸能装置控制系统开发[D];湖南大学;2010年
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