汽车自动驾驶过程中不同姿态乘员在追尾碰撞中的损伤研究

摘要

为探究自动驾驶情形下不同姿态乘员在追尾碰撞中的损伤风险,利用THUMS人体模型研究了不同姿态下乘员的生物力学响应。通过对比尸体试验的运动学响应对THUMS乘员约束系统模型的有效性进行了验证,在此基础上调整THUMS姿态,使其分别为E-NCAP规范下的标准乘员姿态和120°、150°、180°姿态。然后搭建对应的4种不同座椅角度追尾碰撞模型,对其施加E-NCAP下的追尾碰撞加速度波形(中速4.88 g和高速6.44 g)。通过8组仿真试验对比发现,在追尾碰撞中,标准姿态与120°姿态下的乘员损伤风险较小;颈部棘突间韧带应变值随乘员倾斜角度增大而减小;150°与180°姿态下乘员存在颈部前纵向韧带拉伤的风险;安全带在4种乘员姿态下均可起到约束作用,乘员下肢会以骨盆为中心发生偏转,肋骨未发生骨折,内脏器官均未见损伤。