检索结果-内蒙古大学图书馆

汽车工程 2023年第10期45卷 1965-1974页

作者：李海岩胡静贺丽娟冉令华吕文乐崔世海阮世捷天津科技大学现代汽车安全技术国际联合研究中心天津300222 中国标准化研究院北京100191

面向智能汽车安全研发和未来数字化测评技术,有效预测与评估小身材女性在汽车碰撞中的运动学和生物力学响应及损伤机理,本研究基于志愿者CT医学影像数据,开发了具有自主知识产权的符合中国人体特征的第五百分位女性汽车乘员损伤仿生模... 详细信息

面向智能汽车安全研发和未来数字化测评技术,有效预测与评估小身材女性在汽车碰撞中的运动学和生物力学响应及损伤机理,本研究基于志愿者CT医学影像数据,开发了具有自主知识产权的符合中国人体特征的第五百分位女性汽车乘员损伤仿生模型。采用4种区域加载方式,重构了5组小身材女性胸腹部钝性冲击尸体试验,从接触力-压缩量曲线以及生物力学响应等数据对模型的有效性进行评估。同时将仿真结果与相同加载条件下局部胸腹部模型的响应结果进行对比,分析四肢对胸腹部刚度响应的影响。结果表明:对于5组不同冲击速度和冲击质量的尸体试验,模型预测的结果与尸体试验数据趋于一致,验证了该模型具有较高的生物逼真度,因此可应用于汽车安全领域乘员保护测试试验的仿真计算,以降低研发成本。在四肢运动响应的作用下,整人模型的胸腹部刚度表现出略高于局部胸腹部模型的特征,证明了使用整人模型来评估损伤会更加精确。该模型能定量预测与评估人体组织器官的损伤以研究具有中国体征的小身材女性汽车乘员的损伤机理,也将为汽车数字化测评技术、汽车主被动安全一体化研究和智能汽车座舱安全防护装置的研发提供基础数据和技术支撑。

关键词：中国第五百分位女性汽车乘员损伤仿生模型生物力学响应损伤机理

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国人第五百分位女性乘员损伤仿生模型开发及应用研究

国人第五百分位女性乘员损伤仿生模型开发及应用研究

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作者：胡静天津科技大学

学位级别：硕士

小身材女性乘员的生理特征使其在交通事故中的损伤机理不同于男性乘员,目前各国新车评价规程已将Hybrid III 5th女性假人测试评分纳入乘员安全评价指标,但物理假人在体现生物逼真度方面能力有限,无法评估组织层面的损伤,且Hybrid III假... 详细信息

小身材女性乘员的生理特征使其在交通事故中的损伤机理不同于男性乘员,目前各国新车评价规程已将Hybrid III 5th女性假人测试评分纳入乘员安全评价指标,但物理假人在体现生物逼真度方面能力有限,无法评估组织层面的损伤,且Hybrid III假人以欧美人体特征为依据,不能代表中国人体测量学特征,因此,开发符合中国第五百分位女性体征的乘员损伤仿生模型,研究小身材女性乘员碰撞损伤机理,提升安全保护能力具有重要意义和应用价值。本研究将基于CT医学影像数据构建的具有详细解剖学结构的局部有限元模型依据标准坐姿躯干角度及肌学原理调整为乘员姿态,根据组织结构关系进行连接,构建了具有中国第五百分位女性体征的乘员损伤仿生模型（TUST IBMs F05-O）。模型身高153cm,坐高83cm,体重58.4kg,共计92.5万个节点,111.1万个单元,多采用共节点连接。参照尸体试验,对TUST IBMs F05-O模型进行了14组局部区域及全身水平验证试验。仿真试验所得曲线及生物力学响应均与尸体试验数据吻合,验证了模型具有较高的生物逼真度。基于TUST IBMs F05-O模型研究了某款汽车正面100%碰撞中头部、颈部、胸腹部损伤风险,并将仿真运动学响应与假人的运动姿态进行对比分析。相较于物理假人,TUST IBMs F05-O模型的脊柱组织结构及生理曲度表达更为逼真,能够更好地展现碰撞过程中乘员的运动学姿态。同时发现,汽车约束系统尽管满足了物理假人碰撞试验要求,但对于相对较重的TUST IBMs F05-O模型,头颈部损伤风险较高,胸部压缩量及VC值较高,肺部受挤压而造成损伤。依据C-NCAP（2021版）侧面碰撞试验工况,对比分析了TUST IBMs F05-O模型在前排远端侧,后排近端侧及后排远端侧的损伤风险。结果表明,后排近端侧乘员头部损伤风险最高,后排远端侧乘员在回位时头部与车内饰发生接触,将会增大头部损伤风险。安全带与人体接触时间越久将会增大颈部截面力与力矩。后排近端侧乘员胸腹部压缩量均未超过损伤阈值,但肺部有较高的损伤风险。后排远端侧乘员在惯性力下向撞击侧倾倒,腰带的约束力作用于骨盆区域,导致髋臼窝处的截面力最大。综上,本研究所开发的具有自主知识产权的国人第五百分位女性乘员损伤仿生模型具有较高的生物逼真度,可用于汽车碰撞损伤仿真分析,也将为汽车数字测评技术、汽车主被动安全一体研究及乘员保护装置的研发提供基础数据和技术支撑。

关键词：汽车安全中国第五百分位女性损伤仿生模型乘员保护损伤机理

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基于BP神经网络的儿童乘员头部损伤预测模型及评估参数研究

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汽车工程 2024年第2期46卷 329-336页

作者：王彦鑫李海岩崔世海贺丽娟吕文乐天津科技大学机械工程学院天津300222 现代汽车安全技术国际联合研究中心天津300222

智能座舱与虚拟测评规程的推广,给乘员损伤评价带来新挑战,损伤机理与损伤风险评估参数更加多样化。本文基于图斯特6岁儿童乘员损伤仿生模型与BP神经网络算法构建正面100%重叠刚性壁障工况中乘员坐姿角度与头部损伤指标相关性预测模型,... 详细信息

智能座舱与虚拟测评规程的推广,给乘员损伤评价带来新挑战,损伤机理与损伤风险评估参数更加多样化。本文基于图斯特6岁儿童乘员损伤仿生模型与BP神经网络算法构建正面100%重叠刚性壁障工况中乘员坐姿角度与头部损伤指标相关性预测模型,探究不同坐姿下头部损伤风险以及不同评价指标之间的相关性与差异性。结果表明,构建的相关性损伤预测模型具有良好的可信度(R2>0.90),可以用于损伤预测与分析。现有头部损伤评价指标在小角度坐姿范围内(95°~108°)对头损伤评估及预测具有良好的一致性,但是对于大角度坐姿乘员,不同损伤评价指标对头部损伤风险的评估存在显著差异。因此,目前实施的头部损伤评价参数具有局限性,未来虚拟测评中应综合运动学和生物力学参数对头部损伤风险进行更加全面的评估。该研究结果可以为儿童约束系统的改善、虚拟测评以及大角度坐姿乘员头部损伤评价参数的选取提供数据与理论支撑。

关键词：损伤仿生模型儿童乘员 BP神经网络虚拟测评坐姿角度

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面向汽车安全的中国体征50^(th)百分位男性乘员生物力学模型开发及验证

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汽车工程 2024年第10期46卷 1904-1919页

作者：李海岩慕鹏飞王彦鑫冉令华崔世海贺丽娟吕文乐阮世捷天津科技大学现代汽车安全技术国际联合研究中心天津300222 中国标准化研究院北京100191

汽车安全领域的智能化和数字化发展都急需能代表真实人体特征的生物力学计算模型。本文以最新中国成年人人体尺寸标准为依据,开发具有自主知识产权的50^(th)百分位中国男性体征汽车乘员生物力学模型(TUST IBMs M50-O)。通过重构3组正面... 详细信息

汽车安全领域的智能化和数字化发展都急需能代表真实人体特征的生物力学计算模型。本文以最新中国成年人人体尺寸标准为依据,开发具有自主知识产权的50^(th)百分位中国男性体征汽车乘员生物力学模型(TUST IBMs M50-O)。通过重构3组正面钝性冲击、5组侧面钝性冲击和3组整人滑车尸体及志愿者试验,模拟C-NCAP可变形移动壁障侧面碰撞试验,多角度、全方位验证所开发模型的有效性及应用价值。结果表明:11组重构试验数据均在相应的尸体及志愿者试验通道内,平均差异在10%左右,验证了模型的有效性。TUST IBMs M50-O与WorldSID 50^(th)假人模型在侧面碰撞中的运动趋势相同,但TUST IBMs M50-O模型上肢对胸部的挤压,使得胸椎T4和T12质心合成加速度峰值达到43.5g和47.3g,高于WorldSID 50th模型峰值38.5g和41.2g。同时,TUST IBMs M50-O模型也从应力应变角度评估人体组织层面的损伤风险。综上,TUST IBMs M50-O模型展现了类似真实人体的高生物逼真度,可用于组织层面的损伤机理研究,也可为智能汽车安全防护装置及智能高端装备领域产品研发、汽车虚拟测评提供可靠的计算工具和技术支撑。

关键词：中国体征人体模型 50^(th)百分位男性汽车乘员损伤仿生模型侧面碰撞

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正面100%碰撞试验中后排小身材女性乘员损伤分析

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汽车安全与节能学报 2023年第4期14卷 421-430页

作者：李海岩胡静贺丽娟吕文乐崔世海阮世捷天津科技大学现代汽车安全技术国际联合研究中心天津300222

研究后排小身材女性乘员在正面100%碰撞试验中的损伤风险,为提升汽车约束系统的防护性能提供参考数据。应用已验证的符合中国人体特征的第五百分位女性乘员损伤仿生模型(TUST IBMs F05-O)搭载某款经验证的汽车有限元模型,依据C-NCAP(202... 详细信息

研究后排小身材女性乘员在正面100%碰撞试验中的损伤风险,为提升汽车约束系统的防护性能提供参考数据。应用已验证的符合中国人体特征的第五百分位女性乘员损伤仿生模型(TUST IBMs F05-O)搭载某款经验证的汽车有限元模型,依据C-NCAP(2021年版)正面100%重叠刚性壁障碰撞试验要求,着重对乘坐于后排的小身材女性乘员进行头部、颈部、胸腹部及腰椎损伤分析。结果表明:TUST IBMs F05-O模型脊柱的高生物逼真度能充分表现头颈部围绕安全带的侧向屈曲运动;头部与前排座椅碰撞造成头颈部严重损伤,胸部黏性准则(VC)值为0.34,且压缩量较高,肺部受挤压而造成损伤,腰椎损伤指标(LSI)及腰椎损伤评定参数(Lfx)未超出相应的损伤阈值。应用具有高生物逼真度的第五百分位中国女性乘员损伤仿生模型进行汽车碰撞仿真试验,对智能座舱和零重力座椅开发、汽车主被动安全一体研究及未来数字测评方法等针对中国小身材女性乘员的安全防护研究具有重要的应用价值。

关键词：正面100%重叠刚性壁障碰撞试验五百分位女性乘员损伤仿生模型损伤评价

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两种三岁儿童计算模型在正面100%重叠刚性壁障碰撞仿真分析中的应用

两种三岁儿童计算模型在正面100%重叠刚性壁障碰撞仿真分析中的应...

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2023中国汽车工程学会年会暨展览会

作者：王彦鑫李海岩祝贺刘冲崔世海贺丽娟王一达吕文乐天津科技大学现代汽车安全技术国际联合研究中心吉利汽车研究院(宁波)有限公司

随着汽车智能化和数字化的发展,人体计算模型在汽车乘员安全防护研发中得到广泛应用。本研究基于某款经过验证的汽车计算模型,采用具有详细解剖学结构的国人体征三岁儿童乘员损伤仿生模型(TUST IBMs 3YO-O)与Q3有限元模型,设置C-NCAP (2... 详细信息

随着汽车智能化和数字化的发展,人体计算模型在汽车乘员安全防护研发中得到广泛应用。本研究基于某款经过验证的汽车计算模型,采用具有详细解剖学结构的国人体征三岁儿童乘员损伤仿生模型(TUST IBMs 3YO-O)与Q3有限元模型,设置C-NCAP (2021版)正面100%重叠刚性壁障碰撞(FRB)仿真实验,探究不同计算模型在仿真分析中的应用及响应差异。结果显示,两种计算模型运动响应及损伤预测具有较好的一致性,且TUST IBMs 3YO-O模型可以深入探究人体组织损伤,多维度评价儿童乘员损伤风险。因此,未来儿童乘员保护仿真研究可采用具有高生物仿真度的生物力学计算模型,提高安全防护设计的可靠性并降低研发成本。

关键词：计算模型碰撞响应损伤仿生模型仿真分析 FRB

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轿车与中国小身材女性行人不同角度碰撞中头部及下肢损伤分析

轿车与中国小身材女性行人不同角度碰撞中头部及下肢损伤分析

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第十七届国际汽车交通安全学术会议（INFATS2023）

作者：李海岩赵洪乾贺丽娟崔世海吕文乐阮世捷天津科技大学机械工程学院现代汽车安全技术国际联合研究中心

应用符合中国人体特征且具有详细解剖学结构的第五百分位女性行人损伤仿生模型,设置4组不同碰撞角度行人-轿车碰撞仿真试验,探究不同人-车碰撞角度下中国小身材女性行人头部及下肢损伤机理。结果表明,行人受到侧面撞击时,头部及下肢损... 详细信息

应用符合中国人体特征且具有详细解剖学结构的第五百分位女性行人损伤仿生模型,设置4组不同碰撞角度行人-轿车碰撞仿真试验,探究不同人-车碰撞角度下中国小身材女性行人头部及下肢损伤机理。结果表明,行人受到侧面撞击时,头部及下肢损伤风险要低于正面和背面碰撞。正面碰撞时下肢损伤最为严重,背面碰撞时头部损伤最为严重。此外,行人在受到侧面撞击时头部损伤会受到头部旋转运动的显著影响。本研究为汽车行人保护装置的研发提供参考数据,为汽车行人保护安全性能测评方法优化和交通事故中行人伤者救治提供理论支持。

关键词：行人碰撞保护人-车碰撞碰撞角度小身材女性损伤仿生模型

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