基于轎車碰撞事故重建的駕駛員損傷風(fēng)險(xiǎn)分析研究.pdf

1、深入的事故調(diào)查和事故重建是進(jìn)行車輛安全性改進(jìn)的基礎(chǔ),同時(shí)各種仿真模型的可靠性評(píng)估、損傷評(píng)估和損傷機(jī)理研究工作也離不開深入的事故調(diào)查和事故重建的工作成果。因此深入的交通事故調(diào)查正受到越來越多的重視和關(guān)注。
　　 本文旨在研究汽車交通事故中駕駛員的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)及致傷原因,在深入的事故調(diào)查基礎(chǔ)上應(yīng)用多剛體動(dòng)力學(xué)及有限元方法,以一起真實(shí)的轎車撞樹事故為例,建立了一種系統(tǒng)的駕駛員損傷風(fēng)險(xiǎn)綜合分析方法,并對影響重建結(jié)果的約束系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行分析;

2、這些方法為評(píng)估和分析車輛在真實(shí)事故中對駕駛員的保護(hù)效果提供了有效途徑,同時(shí)為車輛碰撞事故中乘員的損傷研究提供了可行方法。
　　 利用PC-Crash軟件重現(xiàn)選自德國GIDAS數(shù)據(jù)庫中的一起轎車撞樹事故的整個(gè)動(dòng)態(tài)過程,從而得到車輛的初始碰撞速度(V)、碰撞角度(A)和碰撞重疊率(O)。
　　 用有限元仿真代替真車試驗(yàn)進(jìn)行二次重建。事故車輛的有限元模型來源于美國國家車輛碰撞和分析中心(NCAC),該模型與事故車輛為同類車型。

3、根據(jù)文獻(xiàn)提供的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行與試驗(yàn)條件一致的正面100％剛性墻碰撞仿真,驗(yàn)證了模型的可靠性。通過對比碰撞后車體變形、速度、等效能量速度及變形能,對有限元仿真結(jié)果的有效性進(jìn)行評(píng)估,在研究中,采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法選取試驗(yàn)點(diǎn),通過構(gòu)造目標(biāo)函數(shù)和約束條件,對初始碰撞速度(V)、碰撞角度(A)和碰撞重疊率(O)三個(gè)影響因子進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),由此獲得與事故信息吻合最好的有限元碰撞仿真結(jié)果。
　　 將有限元碰撞結(jié)果中得到的左側(cè)B柱加速度曲線以及座椅

4、附近位置的旋轉(zhuǎn)角度作為MADYMO損傷風(fēng)險(xiǎn)重建的初始邊界條件,建立包括車體模型、約束系統(tǒng)模型(主要為安全帶和安全氣囊)和假人模型三個(gè)部分的損傷風(fēng)險(xiǎn)分析模型。基于Euro-NCAP法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)對重建結(jié)果的假人損傷值進(jìn)行駕駛員損傷風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,包括頭部線性加速度、HIC值;頸部剪切力、張力和彎矩;胸部壓縮量和VC值;下肢壓縮力、脛骨指數(shù)和接觸力及上肢接觸力5個(gè)部分。
　　 座椅,儀表板,安全帶和安全氣囊的設(shè)計(jì)參數(shù)對乘員動(dòng)力學(xué)響應(yīng)和損傷值影響

5、較大。本研究在損傷風(fēng)險(xiǎn)重建模型的基礎(chǔ)上分析了上述部件的主要設(shè)計(jì)參數(shù)變化對駕駛員損傷值影響的靈敏程度,并提出事故調(diào)查階段獲取完整事故數(shù)據(jù)用以損傷風(fēng)險(xiǎn)重建的一些建議。
　　 研究結(jié)果表明,在深入事故調(diào)查的基礎(chǔ)上,通過結(jié)合多剛體動(dòng)力學(xué)及有限元方法能夠較好地重現(xiàn)駕駛員在碰撞過程中的動(dòng)態(tài)響應(yīng)過程及損傷風(fēng)險(xiǎn),這一方法為駕駛員損傷風(fēng)險(xiǎn)重建以及分析車輛在真實(shí)事故中對駕駛員保護(hù)的效果提供了有效途徑,同時(shí)可以為車輛保險(xiǎn)公司和司法部門進(jìn)行事故責(zé)任鑒定