六歲兒童碰撞假人有限元模型的開發(fā)及驗證.pdf

1、2011年LSTC公司公開了一款非商業(yè)版HybridⅢ6歲兒童假人有限元模型，該有限元模型在幾何尺寸方面與實體假人非常接近，但是網(wǎng)格質(zhì)量較差，材料屬性不夠完善，部件之間存較多干涉問題，工程使用價值不高。本文將在該有限元模型的基礎(chǔ)上進行改進，并最終完成一款相對完善、網(wǎng)格質(zhì)量較高并且通過相關(guān)法規(guī)驗證的6歲兒童假人有限元模型。
　　 HybridⅢ兒童假人系列是在HybridⅢ50百分位男性假人的基礎(chǔ)上開發(fā)，其大部分部件都是通過縮放成

2、人假人部件得到。華盛頓大學和LSTC公司于2009年聯(lián)合開發(fā)了一款HybridⅢ50百分位男性假人有限元模型，該模型整體質(zhì)量較高，并且已經(jīng)按照相關(guān)法規(guī)要求進行了驗證，具備較高的工程應(yīng)用價值。本課題將利用該假人有限元模型的設(shè)計方法及標準作為研究的參考依據(jù)。
　　 本文首先對原HybridⅢ6歲兒童假人有限元模型進行詳細介紹，與其它假人有限元模型進行對比，提出該模型存在的不足及改進思路;對模型中質(zhì)量較差的網(wǎng)格進行優(yōu)化，以滿足計算要求

3、;按照法規(guī)要求對該模型進行驗證，包括頭部跌落試驗、頸部擺錘試驗、胸部沖擊試驗、軀干彎曲試驗和膝部沖擊試驗，對不能滿足法規(guī)要求的部件進行結(jié)構(gòu)改進。
　　 原兒童假人頸部的仿生度不高，本文提出了一種新型的兒童假人頸部結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)與后碰撞假人(BioRIDⅡ)脊椎結(jié)構(gòu)相似，采用鉸鏈連接而非拉索式連接。完成建立新的頸部有限元模型，并進行驗證，由于沒有兒童頸部整體驗證生物力學試驗數(shù)據(jù)，本文采用縮放后的成人頸部的試驗數(shù)據(jù)進行驗證。研究結(jié)果表