基于中国人体特征的正面碰撞假人的开发策略探讨

采用计算机仿真方法探讨了在现有Hybrid Ⅲ假人基础上通过较少的改变来开发符合中国人体特征的假人的可行性。根据比例缩放方法建立了整体符合中国50百分位人体的假人有限元模型。考虑到中美两国人体最大差异在于四肢,且躯干全部缩放后加工难度较大,故建立了以美国人体特征为基础仅缩放假人四肢和调整部分躯干部件的假人模型,同时,改变假人的材料参数得到了另外一个假人模型。对以上三个假人模型进行碰撞仿真,结果表明,改变假人的材料参数对其碰撞响应的影响很小,而缩放假人外形尺寸对其碰撞响应影响较大,且结果显示缩放假人四肢并调整部分躯干部件的假人与缩放全体段假人的动态响应基本吻合。因此,采用部分缩放的方法来开发中国假人是可行的。     

假人腰椎动态冲击特性的试验研究

基于假人腰椎在台车试验中的弯曲响应曲线,设计了针对单独假人腰椎部件的动态冲击弯曲试验装置,并进行了多次动态冲击试验,得到了腰椎橡胶邵氏硬度对腰椎力学特性的影响规律。研究结果表明,自行设计的动态冲击试验装置可较好地反映腰椎在台车碰撞中的动态冲击特性,试验装置具有操作简单,重复性好的特点;在同等动态冲击试验下,假人腰椎橡胶硬度和腰椎冲击弯角峰值呈负相关的线性关系,橡胶硬度每升高一度,腰椎弯角峰值约下降0.56°。     

基于中国人体尺寸的假人头部模型质心参数设计

基于中国人体头部尺寸参数,采用非均一线性缩放方法对混合Ⅲ型(Hybrid Ⅲ)假人头部模型进行缩放获得了符合中国50百分位人体尺寸的假人头部模型。利用该模型建立头部标定试验仿真模型,研究了假人头部模型质心设计参数对中国假人头部模型在标定试验中动态响应的影响,通过与Hybrid Ⅲ假人头部标定试验响应的对比,探讨了基于中国人体尺寸的假人头部模型质心参数设计依据。结果表明,缩放所得中国假人头部模型合成加速度峰值较Hybrid Ⅲ假人头部模型大8.6%;质心参数对中国假人头部模型合成加速度峰值的影响比Hybrid Ⅲ假人头部模型明显;当前Hybrid Ⅲ假人头部模型质心偏差要求不适用于中国假人头部模型质心参数设计,中国假人头部模型的生产应制定更严格的质心偏差要求。     

基于移动窗比功率的主动式头枕控制算法

为减小追尾碰撞中乘员损伤,开发了一款基于加速度信号控制的主动式头枕。针对其控制系统,提出了移动窗比功率算法。通过与移动窗积分算法和比功率算法进行运算数据对比,分析了其抗干扰性和触发及时性,并开展了头枕台架试验和后碰撞台车试验。结果表明,该算法抗干扰性更强,触发更及时,其触发时刻误差在1ms以内,能有效避免误触发;头枕可在碰撞发生后52ms内完全展开,控制系统可在15ms内发出触发信号。