具有環(huán)形腰帶的四點(diǎn)式兒童安全帶的設(shè)計及仿真研究.pdf

1、近年來，兒童乘車安全防護(hù)逐漸成為汽車碰撞安全領(lǐng)域研究的重要課題之一。目前配備的兒童用安全帶，如成人三點(diǎn)式、傳統(tǒng)四點(diǎn)式和五點(diǎn)式兒童安全帶均存在一定的不足：由于兒童骨骼發(fā)育不完全，在碰撞過程中成人三點(diǎn)式安全帶易對兒童肩部和胸部產(chǎn)生局部傷害；佩戴傳統(tǒng)四點(diǎn)式安全帶的兒童在碰撞過程中容易出現(xiàn)“下潛”；五點(diǎn)式兒童安全帶的胯帶會影響兒童乘坐的舒適性，且不便隨著座墊高度進(jìn)行調(diào)整以適應(yīng)不同年齡的兒童。
　　針對上述兒童安全帶存在的不足，本文提出了一

2、種能夠配備在集成式兒童安全座椅上的具有環(huán)形腰帶的四點(diǎn)式兒童安全帶，適用于3～10歲兒童乘員，操作簡便，能有效避免誤操作。該兒童安全帶能隨著座墊高度的變化進(jìn)行調(diào)整以適應(yīng)不同年齡和體形的兒童，且環(huán)形腰帶結(jié)構(gòu)能有效防止兒童乘員在碰撞過程中出現(xiàn)“下潛”。詳細(xì)介紹了該兒童安全帶的結(jié)構(gòu)方案和工作原理，并試制了兒童安全帶樣件。對該兒童安全帶樣件進(jìn)行了正面臺車碰撞試驗，由于樣件的強(qiáng)度剛度無法保證，為安全起見，試驗設(shè)置的碰撞速度為不超過30km/h。

3、r>　　利用多剛體動力學(xué)仿真軟件MADYMO建立了基于6歲兒童假人的具有環(huán)形腰帶的四點(diǎn)式兒童安全帶的正面碰撞仿真模型，并根據(jù)試驗數(shù)據(jù)對仿真模型進(jìn)行了有效性驗證。在此基礎(chǔ)上選取了對安全帶保護(hù)效果影響較大的左右肩帶滑環(huán)間距W和肩腰帶連接件長度H兩個參數(shù)作為設(shè)計變量，并采用均勻設(shè)計方法、逐步回歸分析、遺傳算法對該安全帶結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化研究。
　　為了分析優(yōu)化后兒童安全帶對3～10歲兒童假人的保護(hù)效果，選取了3歲、6歲和10歲三個兒童假

4、人作為研究對象。根據(jù)上述仿真模型的建立過程，建立了基于3歲和10歲兒童假人的正面碰撞仿真模型，并采用了基于50km/h碰撞速度的符合.ECE R44法規(guī)的加速度.時間曲線。對比了3歲、6歲、10歲兒童假人在安全帶優(yōu)化前后的損傷情況，并將損傷值與法規(guī)值進(jìn)行了對比。
　　研究表明，左右肩帶滑環(huán)間距W和肩腰帶連接件Ⅱ在最大值和最小值之間變化時，存在一個中間值使得該安全帶的保護(hù)性能最好；優(yōu)化后的兒童安全帶對6歲兒童假人的保護(hù)效果得到了明顯