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车身侧面刚性对汽车侧碰过程中乘员损伤的影响研究

王玉琴  
【摘要】: 在正碰、侧碰、追尾、翻滚这些碰撞形式中,汽车侧面碰撞事故约占事故总数的30%,仅次于正面碰撞,而在造成死亡和重伤的事故中,侧碰事故约占35%。在我国,由于城市道路交通路口以平面交叉形式为主,侧面碰撞事故发生概率最高,其致死率仅次于正面碰撞,而致伤率却居第一位。因此,汽车侧面碰撞安全性的研究成为汽车被动安全性研究的一项重要内容。“二次碰撞”是造成人体损伤的直接原因,但“一次碰撞”在很大程度上决定了“二次碰撞”的剧烈程度,因此“一次碰撞”对人体损伤有很大影响。如果提高汽车的侧面刚性不会导致乘员在“一次碰撞”过程中受到过大伤害,则尽量提高汽车的侧面刚性是改善汽车侧面碰撞安全性的有效措施。对“一次碰撞”过程中汽车侧面刚性的研究,是希望在一定程度上起到抛砖引玉的作用,从而建立侧面碰撞研究的新领域,拓宽侧面碰撞概念设计阶段的思路,更好地保障汽车的侧面碰撞安全性。这对侧面碰撞安全性的后续研究具有较大的参考价值以及较广的延伸价值。 本文在对汽车的侧面碰撞安全性进行大量文献阅读和研究的基础上,按照欧洲ECE R95侧面碰撞乘员保护法规的要求,应用多刚体动力学软件MADYMO6.2.1,建立了汽车的侧面碰撞仿真模型,研究了汽车的侧面刚性对乘员损伤的影响,结果表明在“一次碰撞”中,在一定范围内汽车侧面刚性越大,越有利于汽车和乘员的保护,同时得出结论,即在“一次碰撞”过程中人体损伤最严重的部位是骨盆;然后通过定义各刚体、铰链、接触类型以及接触特性,对该模型进行子结构细化工作,研究了加强汽车侧面安全性的若干改进措施,并进行了一个特例分析,即在此模型的车门内外板之间安装了车门防撞杆,分析了当车门防撞杆安装在不同位置时对乘员损伤的影响,结果表明防撞杆位于车门装饰条的高度时,对乘员的损伤较小;最后进行了一组侧面碰撞试验,通过试验和仿真结果的对比,分析汽车的侧面刚性对乘员损伤的影响,表明试验和仿真结果是一致的,从而证明了仿真模型的有效性以及仿真结果的正确性。


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