适应AEB环境下的Hybrid Ⅲ50th男性假人改进研究

摘要

随着科技的进步，现在的车辆能装备更强大的计算芯片和更精确的传感器，很多的主动安全技术得以应用于现在的车辆上，然而现有的碰撞试验法规中所使用的假人并不能体现这种主动安全技术对碰撞前人体姿态的影响，而碰撞前人体姿态的变化会影响到人体损伤的响应，因此研究适用于具有自动紧急制动(AEB)的正碰工况下的假人有非常重要的意义。
　　本文基于大量的文献和实验数据，主要研究了真实人体与假人脊柱结构上的差异，针对这种差异在AEB环境下对运动响应产生的影响，对现有的HybridⅢ50th男性假人的脊柱结构进行了改进，并验证了改进的正确性。本文的主要研究内容和工作如下:
　　1、在文献研究的基础上，分析了现阶段法规发展趋势，以及AEB在碰撞前对人体姿态的影响，将真实人体的脊柱结构与现有的HybridⅢ50th男性假人脊柱进行对比，得出了现有假人的改进原则。
　　2、在假人的改进原则的基础上，建立了简化的脊柱模型，这种脊柱模型符合真实人体脊柱的“刚性-弹性-刚性”的结构，并且创新性的使用了环形气囊作为相邻脊柱间的椎间盘结构，此结构能很好的模拟出肌肉力对人体运动响应的影响，并且通过仿真与试验对比，验证了所建立的简化脊柱的正确性。
　　3、通过所建立的简化脊柱与现有的HybridⅢ50th男性假人耦合，得到了适用于具有车辆紧急制动的正碰工况下的假人模型，并且分别对模型进行了AEB情况与碰撞试验的仿真，仿真结果显示此模型不仅能模拟出真实人体在AEB环境下的运动响应，还能在碰撞试验中正确输出有关的损伤数值。结果表明此模型能用于AEB环境下的正碰研究。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题的研究背景

1．2 国内外碰撞与主动安全测试法规研究

1．3 国内外AEB研究现状

1．3．1 AEB阶段人体运动的国内外研究现状

1．3．2 适用于AEB前碰撞情况下假人与模型的国内外研究现状

1．4 本文主要研究内容

第2章 人体脊柱结构与Hybrid Ⅲ 50th假人结构

2．1 人体脊柱解剖学结构与运动特点

2．1．1 人体脊柱解剖结构

2．1．2 人体脊柱运动特点

2．1．3 脊柱损伤生物力学

2．2 Hybrid Ⅲ 50th男性假人结构

2．2．1 Hybrid Ⅲ 50th男性假人组成结构特点

2．2．2 Hybrid Ⅲ 50th男性假人尺寸结构

2．3 Hybrid Ⅲ 50th男性假人缺陷分析

2．4 本章小结

第3章 脊柱简化模型的建立

3．1 简化脊柱建模流程

3．2 简化脊柱外形数据获取

3．3 简化脊柱实体模型的建立

3．4 脊柱有限元模型的建立

3．7 本章小结

第4章 简化脊柱有限元模型验证

4．1 脊椎关节属性验证

4．1．1 颈部关节验证

4．1．2 腰部关节验证

4．2 颈椎整体验证与肌肉力模拟验证

4．4 本章小结

第5章 改进Hybrid Ⅲ 50th男性假人模型及应用

5．1 简化脊柱模型与Hybrid Ⅲ 50th男性假人模型假人的耦合

5．2 简易仿真碰撞模型的建立

5．2．1 安全带模型

5．2．2 气囊模型

5．3 AEB环境下假人运动响应研究

5．4 碰撞环境下假人运动响应研究

5．5 本章小结

总结与展望

参考文献

攻读学位期间所发表的学术论文目录

致谢