行人身高和質(zhì)量對(duì)下肢損傷參數(shù)的影響.pdf

1、在汽車與行人的碰撞交通事故中，下肢是最容易受傷害和致殘的部位之一。目前，國(guó)際上主要的行人法規(guī)是EC78/2009(歐盟法規(guī))和GTR9(全球技術(shù)法規(guī))，在這些法規(guī)中，主要采用具有固定質(zhì)量和長(zhǎng)度的下肢沖擊器來撞擊車輛前保險(xiǎn)杠，從而預(yù)測(cè)下肢的損傷。但在真實(shí)情況下，行人的身高和體重特征存在較大差異，而且法規(guī)中均采用子系統(tǒng)試驗(yàn)方法來獲得下肢損傷的相關(guān)參數(shù)，并未考慮人體的上身質(zhì)量對(duì)下肢運(yùn)動(dòng)和損傷的影響。因此，現(xiàn)有法規(guī)在測(cè)試下肢損傷相關(guān)參數(shù)時(shí)還存在

2、一定的局限性。
　　 本文的主要目的是針對(duì)現(xiàn)有的行人下肢防護(hù)法規(guī)，分析行人的身高和體重對(duì)下肢損傷參數(shù)的影響以及人體上身質(zhì)量對(duì)下肢沖擊器損傷評(píng)價(jià)的影響，從而為下肢沖擊器改進(jìn)和行人法規(guī)的完善提供一定的參考。
　　 運(yùn)用多體動(dòng)力學(xué)的方法，本文分別建立5th、50th和95th行人和3款典型轎車的碰撞仿真模型，通過對(duì)比行人的脛骨加速度、膝關(guān)節(jié)的剪切位移和彎曲角度，深入分析行人身高和體重對(duì)其下肢損傷的影響。研究結(jié)果表明，行人的身高

3、和體重對(duì)下肢損傷參數(shù)的影響較大，且存在一定的規(guī)律:行人膝關(guān)節(jié)的剪切位移峰值隨其身高、體重的增大而增加;而膝關(guān)節(jié)的彎曲角度則受行人和汽車的碰撞位置影響較大，碰撞位置越靠近膝關(guān)節(jié)，彎曲角度越大;行人的脛骨加速度則隨著汽車前部結(jié)構(gòu)的變化而呈現(xiàn)出不同的變化趨勢(shì)。
　　 為研究人體上身質(zhì)量對(duì)下肢沖擊器損傷評(píng)價(jià)的影響，本文首先通過對(duì)比TRL沖擊器和下肢有限元模型的下肢損傷參數(shù)，對(duì)TRL沖擊器的生物逼真度進(jìn)行了研究。然后在TRL沖擊器的上端增

4、加了不同的質(zhì)量，并用同款汽車建立了下肢碰撞仿真模型，通過對(duì)下肢有限元模型、原始TRL沖擊器模型和增加了上部質(zhì)量的沖擊器模型的下肢運(yùn)動(dòng)學(xué)響應(yīng)和損傷參數(shù)的對(duì)比分析，研究了人體上部質(zhì)量對(duì)TRL沖擊器下肢損傷評(píng)價(jià)的影響。結(jié)果表明:增加沖擊器的上部質(zhì)量對(duì)脛骨加速度和膝關(guān)節(jié)的剪切位移影響都不是很大，但對(duì)膝關(guān)節(jié)的彎曲角度影響較為明顯。隨著上部質(zhì)量的增加，彎曲角度的峰值也隨之增大，最大差值高達(dá)9.64°，但當(dāng)質(zhì)量超過10kg時(shí)，對(duì)彎曲角度的影響變化減小