廣義側(cè)面碰撞條件下兒童乘員損傷機(jī)理及防護(hù)方法研究

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1、學(xué)校代號(hào)10532學(xué)號(hào)S130210002分類號(hào)U461.91密級(jí)公開(kāi)碩士學(xué)位論文廣義側(cè)面碰撞條件下兒童乘員損傷機(jī)理及防護(hù)方法研究學(xué)位申請(qǐng)人姓名陳亞楓培養(yǎng)單位機(jī)械與運(yùn)載工程學(xué)院導(dǎo)師姓名及職稱白中浩副教授學(xué)科專業(yè)機(jī)械工程研究方向汽車安全論文提交日期2015年12月1日學(xué)校代號(hào)：10532學(xué)號(hào)：S130210002密級(jí)：公開(kāi)湖南大學(xué)碩士學(xué)位論文廣義側(cè)面碰撞條件下兒童乘員損傷機(jī)理及防護(hù)方法研究學(xué)位申請(qǐng)人姓名：陳亞楓導(dǎo)師姓名及職稱：白中浩副教授培養(yǎng)單位：機(jī)械與運(yùn)載工程學(xué)院專業(yè)名稱：機(jī)械工程論文提交日期：2015年12月1日論文答辯日期：2015年1

2、2月4日答辯委員會(huì)主席：宋曉琳教授ResearchonChildInjuryMechanismandPretectionforChildunderGeneralizedSideImpactbyChenYafengB.E.(WuhanUniversityofScienceandtechnology)2013AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinVehicleEngineeringintheGraduate

3、SchoolofHunanUniversitySupervisorAssociateProfessorBaiZhonghaoDecember,2015湖南大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所。取得的研．宛成果除了文中特別加Ｗ標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體己經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)的成果作品。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均己在文中Ｗ明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。Ｉ作者簽名：日斯如皆年巧日Ｉ學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū)本學(xué)位

4、論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部口或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)湖南大學(xué)可Ｗ將本學(xué)位論文的全部或部分巧容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)斤檢索，可采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。本學(xué)位論文屬于１、保密□，在年解密后適用本授權(quán)書(shū)。＿＿＿２、不保密０。＂＂（請(qǐng)?jiān)谏舷鄳?yīng)方框內(nèi)打Ｖ）＂ｉｔ＾作者簽名：如日期：年月日Ｌ！導(dǎo)師簽名日期：年月ｔ日碩士學(xué)位論文摘要事故統(tǒng)計(jì)表明，汽車側(cè)面碰撞是兒童乘員受AIS2+損傷率最高的事故形

5、態(tài)。由于缺少對(duì)兒童損傷機(jī)理的深入研究，國(guó)內(nèi)外尚無(wú)統(tǒng)一的兒童側(cè)面碰撞損傷評(píng)估準(zhǔn)則。此外，現(xiàn)階段兒童座椅側(cè)面碰撞工況下匹配性設(shè)計(jì)均是針對(duì)單一主受力方向與單一坐姿，而實(shí)際碰撞事故中，車輛可能承受不同主受力方向而且兒童可能呈現(xiàn)多種坐姿?；诖耍疚膶?duì)兒童損傷機(jī)理、側(cè)面碰撞中對(duì)不同主受力方向下的兒童防護(hù)、不同坐姿的損傷風(fēng)險(xiǎn)，展開(kāi)了一系列研究。研究工作的主要內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)如下：1、深入研究了兒童損傷機(jī)理，總結(jié)與分析了現(xiàn)有文獻(xiàn)中兒童頭部、頸椎、胸腹部、骨盆與四肢結(jié)構(gòu)響應(yīng)以及組織材料測(cè)試的實(shí)驗(yàn)方法與數(shù)據(jù)。此外，還回顧了兒童尸體臺(tái)車試驗(yàn)及志愿者臺(tái)車試驗(yàn)。指出了

6、現(xiàn)有兒童組織材料與結(jié)構(gòu)響應(yīng)生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)存在的不足，對(duì)未來(lái)急需開(kāi)展的兒童各部位組織材料與結(jié)構(gòu)響應(yīng)實(shí)驗(yàn)提出了建議。最后開(kāi)展了少量樣本的兒童尸體頭部與胸部沖擊試驗(yàn)。2、針對(duì)內(nèi)置式兒童安全座椅特征，建立了Q6兒童假人-內(nèi)置式兒童座椅計(jì)算機(jī)模型，采用MADYMO與LS-DYNA耦合方法仿真計(jì)算。并通過(guò)滑車試驗(yàn)對(duì)仿真模型進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證。結(jié)果表明仿真模型具有足夠的精度，該模型可用于后續(xù)研究。3、為降低側(cè)面碰撞中兒童受窒息風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)兒童座椅進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)，增加了側(cè)翼與吸能泡沫塊，改進(jìn)后座椅能有效降低兒童頸部損傷及窒息風(fēng)險(xiǎn)?；诟倪M(jìn)后模型，分析了廣義側(cè)面碰

7、撞條件下主受力方向?qū)和^部與頸部損傷的影響。研究發(fā)現(xiàn)，側(cè)面中主受力方向?qū)和^部與頸部損傷值有顯著影響。根據(jù)交通統(tǒng)計(jì)，分析了側(cè)面碰撞工況下幾種典型坐姿下的兒童各部位損傷風(fēng)險(xiǎn)。研究發(fā)現(xiàn)，不同離位坐姿會(huì)顯著增加兒童某一部位損傷值。兒童在嚴(yán)重傾斜時(shí)有較大頭部受傷風(fēng)險(xiǎn)，玩電子產(chǎn)品與剎車時(shí)有較大頸部受傷和窒息風(fēng)險(xiǎn)，外側(cè)傾斜時(shí)有較大胸部和頭部受傷風(fēng)險(xiǎn)，內(nèi)側(cè)傾斜時(shí)有較大骨盆受傷風(fēng)險(xiǎn)。4、選取了3種典型主受力方向，以頭部與頸部加權(quán)損傷值為優(yōu)化目標(biāo)，采用非支配遺傳優(yōu)化算法(NSGA-Ⅱ)對(duì)側(cè)翼傾角與泡沫吸能塊剛度進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。結(jié)果表明，開(kāi)發(fā)的新的防護(hù)方法

8、可以有效降低3種典型主受力方向下兒童頭部與頸部相應(yīng)損傷值，研究結(jié)果為進(jìn)一步開(kāi)發(fā)智能兒童約束系統(tǒng)奠定了仿真分析基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：兒童乘員安全；損傷生物力學(xué)；內(nèi)置式兒童座椅；側(cè)面碰撞；多