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基于C-NCAP鞭打试验座椅参数对颈部损伤的影响

黄炫

  颈部挥鞭伤指的是发生汽车低速追尾碰撞中乘员受到的颈部伤害,是所有汽车交通事故中最常出现的乘员伤害类型,造成了我国人民生命财产和社会经济重大损失。为此,中国汽车评价规程(C-NCAP)于2012年正式引入“低速后碰撞颈部保护试验(鞭打试验)”,测量低速追尾碰撞中乘员出现颈部伤害的几率及严重程度,并评价前排座椅和头枕的防挥鞭伤性能。在缺乏一个明确颈部损伤机理的情况下,这个新规程的目的是提供一个座椅防挥鞭伤性能好坏的评价标准,使得制造商在座椅开发过程中有一个明确的设计方向。 本文采用多刚体动力学的方法,根据某款B级轿车前排座椅的鞭打试验情况,利用MADYMO软件搭建多刚体座椅和BioRID II多体假人组成的鞭打试验仿真模型并验证了模型的有效性。以该款座椅作为研究的基础模型,通过改变座椅和头枕的主要设计参数,根据仿真结果对比,分析头枕位置、头枕刚度、头枕与靠背的连接强度、靠背刚度以及调角器刚度对于假人颈部伤害的影响。在此基础上还进一步研究了座椅设计参数匹配对于乘员颈部伤害的影响,通过进行不同调角器刚度与头枕位置、头枕刚度、头枕与靠背连接强度等参数的匹配,通过仿真结果对比分析,得到一些有利于减小颈部伤害的参数匹配关系。仿真模型的输出结果是C-NCAP鞭打试验评价要求的7项伤害指标,包括上颈部和下颈部剪切力Fx、上颈部和下颈部拉力Fz、上颈部和下颈部扭矩My以及NIC值。 鞭打试验中座椅设计参数对颈部伤害影响的研究结果表明:头枕在合理范围内和乘员头部越接近对颈部保护的效果越好,而大部分颈部伤害指标对于头枕高度更为敏感;头枕对于头部约束越强,下颈部剪切力和下颈部负扭矩越小,而上颈部拉力和下颈部拉力越大,并没有一个统一的规律表明头枕刚度越硬越好或者头枕与靠背的连接强度越强越好;靠背上部和中部刚度较软而靠背下部刚度较硬时,则更有利于大部分颈部伤害的降低;在合理范围内调角器特性越软越有利于颈部保护;头枕位置距离头部较远的时候,较小的调角器刚度更有利于颈部的保护。……   
[关键词]:颈部损伤;鞭打试验;C-NCAP;座椅参数
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:吉林大学2012年