汽车碰撞驾驶员下肢行为响应及损伤分析

作     者：秦豪毅 杨欣 马帅 宋家锋 王瑞祥 许述财 QIN Haoyi;YANG Xin;MA Shuai;SONG Jiafeng;WANG Ruixiang;XU Shucai

作者机构：河北农业大学机电工程学院河北保定071001 清华大学汽车安全与节能国家重点实验室北京100084 清华大学苏州汽车研究院(相城)江苏苏州215134 河北省智慧农业装备技术创新中心河北保定071001 吉林大学工程仿生教育部重点实验室长春130022 运输车辆检测、诊断与维修技术交通行业重点实验室济南250357 

出 版 物：《重庆理工大学学报（自然科学）》 (Journal of Chongqing University of Technology：Natural Science)

年 卷 期：2024年第38卷第4期

页      面：64-71页

学科分类：082304[工学-载运工具运用工程] 08[工学] 080204[工学-车辆工程] 0802[工学-机械工程] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：国家重点研发计划项目(2018YFE0204302) 国家自然科学基金项目(51305223) 工程仿生教育部重点实验室开放基金项目(K202208) 运输车辆检测、诊断与维修技术交通行业重点实验室开放课题(JTZL2102) 河北省教育厅在读研究生创新能力培养项目(CXZZBS2023080) 

主　　题：汽车碰撞 驾驶模拟器 中国体征假人 人体损伤 下肢行为响应 

摘      要：当前汽车碰撞试验中所用假人为标准姿态,忽略了驾驶员本能应急行为对自身损伤的影响。基于此问题,通过搭建沉浸式驾驶模拟器获取碰撞环境下驾驶员下肢姿态的变化特征并利用有限元方法对碰撞场景进行模拟仿真,最终通过数据分析对比驾驶员应急行为下人体各部位损伤情况。研究结果表明:当脚部位于油门踏板上时驾驶员头部以及大腿损伤较为严重,脚部踩压制动踏板时,胸部压缩量相较于其他姿态峰值增大了22.3%,脚部位于制动踏板上时颈部伸张力矩峰值最大,粘性指数峰值减小了25%。驾驶员下肢行为变化时其身体运动姿态、各部位的损伤程度有明显差异且与标准姿态相比各部位损伤情况也有显著不同。研究结果能够为针对中国驾乘人员的车辆安全防护设计提供新思路,同时对国内碰撞法规的完善具有很好的参考价值。