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儿童行人碰撞事故动力学响应及头部损伤分析研究

龙亮  
【摘要】:在行人一车辆碰撞事故中,因为没有任何保护措施,行人是易受伤害群体,而且行人一车辆碰撞事故的发生率极高。15岁以下儿童数量只占人口总数的18%左右,而儿童却是行人事故高发群体之一,占行人事故损伤人数高达三分之一左右。有统计数据表明,儿童头部损伤是儿童行人事故中最为常见的损伤类型之一,而且是造成儿童行人死亡最为主要的原因。 本文目的为通过重建真实儿童事故以及碰撞仿真,研究儿童行人在碰撞的损伤与动力学响应,并与成人相对比,区分其不同,分析其原因。 利用MADYMO与PC-CRASH软件对IVCA数据库的三起儿童行人事故进行了重建,了解了碰撞事故中儿童头部动力学响应,对三个案例中儿童行人头部线性加速度、头部角速度、HIC值、头部角加速度及头部相对车辆的碰撞速度和角度等与儿童头部损伤密切相关的参数进行了分析。 事故中常见车型为轿车,SUV,微型厢式车,文中建立了这三种车型与儿童行人的碰撞仿真模型。通过仿真来比较儿童行人与不同车型发生碰撞时的动力学响应与头部损伤。分析结果表明车辆前部结构几何参数,造成的儿童动力学响应与头部损伤有较大差异。如SUV发动机罩前部边缘与儿童头部相撞,儿童下肢向地板绕转,造成较大HIC值,有可能造成下肢损伤。 建立儿童行人,成人行人与轿车碰撞模型,通过仿真分析其动力学响应与头部损伤以及对两者的落地模式做了比较分析。结果表明,由于成人身高比儿童高,碰撞时成人头部与风挡玻璃中间靠下部分相撞,儿童头部与发动机罩中间部分相撞,因为风挡玻璃中部靠下部位刚度比发动机罩中间的刚度大,成人HIC值较大;而落地时,儿童HIC值较大。 本文为研究儿童行人事故中儿童行人的头部损伤,提供了一套有效的工具和仿真分析方法。研究结果可以为针对儿童行人的车辆安全设计的提供一定的理论参考依据。


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