车-车侧碰事故中副驾驶乘员动力学响应研究

摘要

本文旨在揭示重庆市主城区车-车侧碰事故的特征和副驾驶乘员的动力学响应的特点,并找出副驾驶乘员易损伤部位分布特征,研究其致伤因素,由此为提高道路交通安全和开发副驾驶乘员的防护技术提供参考依据。
　　本文采用的是事故分析与计算机仿真相结合的研究方法,事故统计分析分为两部分:①通过对2010-2013年重庆市主城区交警数据库中的1850起侧碰事故的采集、整理和统计分析,总结了重庆市主城区侧碰事故的规律、人员损伤特点、事故致因;②根据侧碰事故致因选取了100例典型事故,分析了车-车侧碰事故中的碰撞形态、车型、速度等内容。计算机仿真内容也分为两个部分展开:①根据选取的四个典型事故建立有限元模型,利用仿真分析软件LS-DYNA对事故进行了重建,重现了事故中乘员的动力学响应过程,并且比较了不同碰撞位置和不同侧碰速度下的乘员的损伤特征;②通过得到的乘员损伤特征,利用CATIA建好的车-车侧碰仿真模型并用控制变量法研究侧碰角度、碰撞速度、碰撞位置对副驾驶乘员的动力学响应的影响。
　　基于交警数据库中1850例事故统计,重庆市主城区侧碰事故的对象主要是小轿车,人员受伤部位集中于身体上部分,头部为最主要受伤部位;根据建立的重庆市侧碰事故致因贝叶斯网络模型,路表潮湿、驾驶员违法行为是导致发生严重事故的最主要原因,交叉口是导致发生一般事故的最主要原因。在数据库中的100例典型事故分析发现:重庆主城区侧碰角度主要为其他角度和垂直侧碰;主碰车碰撞速度一般高于被碰车辆,集中在40km/h-80km/h。
　　通过对4例典型事故的重建,得到近碰撞端乘员主要表现为头部受伤,且损伤与碰撞速度具有显著相关性。利用车-车侧碰有限元模型对碰参数进行深入分析后,得到以下几个结论:①侧碰区域为B区时,副驾驶乘员HIC值、胸部加速度最大值都明显高于远离副驾驶乘员的A、C区域。②随着侧碰角度的增大,副驾驶乘员HIC值、盆骨受力、胸壁速度都有变化,规律不明显,但最大值都出现在侧碰角度为90°时。③当随着车辆速度的增加,副驾驶乘员各项损伤参数都显著增加。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国外研究现状

1．2．2 国内研究现状

1．3 侧碰安全性与评价

1．3．1 头部损伤机理及评价标准

1．3．2 胸部损伤机理及评价标准

1．3．3 盆骨损伤机理及评价标准

1．4 本文研究内容及技术路路线

1．4．1 研究内容

1．4．2 技术路线

第二章 重庆主城区侧碰事故分析

2．1 数据来源

2．2 统计分析方法

2．2．1 描述统计法

2．2．2 圆形分布统计法

2．3 重庆市主城区车-车侧碰事故统计

2．3．1 驾驶员因素

2．3．2 道路因素

2．3．3 环境因素

2．4 重庆市主城区侧碰事故成因推理

2．4．1 贝叶斯网络分析交通事故的适用性

2．4．2 贝叶斯网络的基本概念及构造方法

2．4．3 重庆市侧碰事故成因分析的贝叶斯网络推理

2．5 本章小结

3．1 引言

3．2 碰撞车型分布

3．3 侧碰角度

3．4 碰撞位置分析

3．5 碰撞速度分析

3．6 小结

第四章 侧碰事故重建

4．1 事故重建基本流程及方法

4．2 典型案例选取

4．3 整车有限元模型的建立

4．3．1 模型的几何清理和网格划分

4．3．2 材料及属性定义

4．3．3 部件的连接

4．3．4 接触定义

4．5 假人模型

4．6 仿真模型的验证

4．7 案例重建

4．7．1 事故重建及验证

4．7．2 事故重建结果分析

4．8 本章小结

第五章 副驾驶乘员的动力学响应研究

5．1 侧碰区域的研究

5．1．1 仿真参数设定

5．1．2 结果分析

5．2 碰撞角度的影响

5．2．1 仿真参数设置

5．2．2 仿真结果分析

5．3 车速的影响

5．3．1 头部响应

5．3．2 盆骨响应

5．3．3 胸部响应

5．4 本章小结

6．1 全文总结

6．2 工作展望

致谢

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果