检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：石向南湖南大学

学位级别：博士

道路交通事故是造成人类伤亡的重要因素之一。每年有120万人死于道路交通事故,约2000万人遭受终身的伤残性伤害。随着汽车安全技术的不断发展以及乘员安全性问题逐步受到重视,驾乘人员的损伤防护技术取得了很大的进展,特别是50百分位成... 详细信息

道路交通事故是造成人类伤亡的重要因素之一。每年有120万人死于道路交通事故,约2000万人遭受终身的伤残性伤害。随着汽车安全技术的不断发展以及乘员安全性问题逐步受到重视,驾乘人员的损伤防护技术取得了很大的进展,特别是50百分位成人的乘员保护技术已趋成熟。然而,相对于50百分位的成人,老龄人群和肥胖人群等特殊群体在汽车碰撞事故中更易遭受重伤和死亡。但是现有的碰撞测试假人和人体有限元模型等损伤评价工具,并没有考虑到人群中年龄和肥胖程度组成的多样性。由于医疗条件以及物质生活水平的提高,世界各国的老龄以及肥胖人群的所占比重呈现出逐渐增加的趋势。因此,老龄和肥胖乘员有限元模型的开发以及损伤机理研究已经成为汽车安全研究领域迫切需要解决的重要课题。本文在文献研究的基础上,利用人体测量学方法、统计学方法、网格变形技术、计算机仿真以及优化技术,分别对老龄和肥胖乘员有限元模型的建模方法以及损伤机理等进行了研究。研究工作的主要内容及创新点如下： 1、参数化的肋骨腔几何模型的建立。本研究通过收集大量的临床医用CT(Electronic Computer X-ray Tomography Technique)扫描数据,并进行了数据分割、指定位置标志点坐标数据获取以及Procrustes分析,建立了同一坐标系下的人体肋骨腔标志点空间坐标数据集。在此基础上,对标志点空间坐标数据集进行了主成分分析和多变量回归分析,建立了基于人体特征的参数化肋骨腔几何模型,并用于研究年龄、性别、身高以及BMI (Body Mass Index)对肋骨腔几何模型大小和形状的影响。结果表明,这些人体特征参数对肋骨腔几何模型均有显著性影响；同时,利用统计学方法建立了基于人体特征参数的肋骨横截面面积的线性混合模型。研究发现,除BMI外,其它的人体特征参数对肋骨横截面面积均具有显著性影响。该研究为后续建立参数化的人体有限元模型提供了三维数模基础。 2、开发出一套基于径向基函数理论的参数化网格变形技术。本研究利用基于样条曲线的几何变形方法对标志点空间坐标进行逼近,并用于对标志点坐标数据的分析,最终把参考空间里的坐标基准位置映射到新空间的目标位置。坐标映射的过程包括整体的平移、刚度旋转、缩放以及局部弯曲。通过该网格变形技术可以将基准模型与不同的目标模型联系起来,并运用该技术对人体骨骼模型进行了网格变形研究。结果表明该方法快捷有效,可为后续开展参数化人体有限元模型的研究提供技术基础。 3、提出了建立任意指定人体特征参数的乘员有限元模型的流程,并完成了指定人体特征的乘员有限元模型的验证工作。本研究首先利用丰田公司开发的第四代人体有限元模型,建立了人体外部轮廓与内部骨骼结构的混合几何模型；在此基础上,利用本文开发的网格变形技术,提出了一套建立参数化人体有限元模型的流程。其后,利用该流程建立了一个预先指定了人体特征的乘员有限元模型,并对该模型的有效性进行了验证。结果表明利用本文提出参数化人体有限元建模流程开发的模型具有较高的生物逼真度,因而可利用该流程自动生成任意指定人体特征参数的乘员有限元模型。这为研究汽车乘坐环境对特殊人群碰撞安全性的影响,提供了有效的新思路。 4、研究并分析了老龄人群的损伤机理以及年龄对人体肋骨骨折损伤风险的影响。为分析年龄对人体损伤的影响,本研究建立了指定人体特征参数条件下的胸部有限元模型。该模型经过严格的仿真碰撞验证,并与两具含有不同人体特征参数的尸体样本胸部撞击试验进行了对标。结果显示,建立的基于年龄特征的参数化胸部有限元模型具有较高的仿真度。为了探究与人体年龄相关的材料参数、几何模型以及组织结构属性对胸部生物力学特性的影响,对验证后的胸部有限元统计学模型进行参数化研究。结果表明,由于年龄增长而引起的胸部几何模型、肋骨材料参数以及肋骨骨密质厚度的变化量,导致胸部的线性刚度特性、肋骨骨密质的Von Mises应力和第一主应变呈现出不同的变化趋势；特别是,在冲击锤的撞击作用下,随着人体年龄的增长,胸部几何模型、肋骨材料参数以及肋骨骨密质厚度产生的复合影响会使得肋骨骨密质的Von Mises应力和第一主应变逐渐升高。考虑到随着人体年龄的增长,人体骨骼组织的失效应力和失效应变将逐渐减小,导致老龄人群在碰撞过程中将面临更大的胸部肋骨骨折损伤风险。 5、研究并分析了肥胖乘员的损伤机理以及肥胖对乘员损伤风险的影响。基于目前文献中仅存的少量肥胖人群碰撞试验数据,对上述新建的参数化的人体有限元模型分别进行了腹部安全带动态加载验证和尸体台车碰撞仿真碰撞验证。结果表明利用本文提出参数化人体有限元建模流程开发的肥胖人体模型具有较高的生物逼真度。在此基础上,再次利用上文新建的参数化人体有限元模型和网格变形技术,对人体各局部区域逐步变形,得到BM1分别是25

关键词：老龄乘员肥胖乘员车辆碰撞安全人体有限元模型参数化模型损伤生物力学网格变形

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某轿车碰撞安全性能分析与优化研究

某轿车碰撞安全性能分析与优化研究

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作者：杨明森重庆交通大学

学位级别：硕士

车辆碰撞安全性能关系到每一位驾乘人员的生命安危,面对日益严峻的道路交通环境,当车辆发生交通事故并且碰撞不可避免时,良好的耐撞性是保障乘员生命安全的最后一道防线,因此车辆的碰撞安全性能研究始终是车辆研发过程中的重要内容。本... 详细信息

车辆碰撞安全性能关系到每一位驾乘人员的生命安危,面对日益严峻的道路交通环境,当车辆发生交通事故并且碰撞不可避免时,良好的耐撞性是保障乘员生命安全的最后一道防线,因此车辆的碰撞安全性能研究始终是车辆研发过程中的重要内容。本文在总结国内外车辆碰撞安全技术的基础上,以某国产轿车的车身为研究对象,采用多目标优化和结构优化的方法,进行了车身碰撞安全优化研究。本文主要的研究内容如下:(1)车身有限元建模与碰撞仿真分析。基于有限元碰撞仿真理论,运用Hypermesh软件对某轿车车身CAD模型进行几何清理,网格划分,材料属性设置和控制参数设置等前处理工作,建立了车身有限元模型。使用LS-DYNA求解器进行了50km/h速度下的车身正面100%刚性墙碰撞仿真,验证了有限元模型的有效性,针对车身变形情况,关键零件变形型式,车辆前端碰撞力,B柱速度及加速度,前围板侵入量以及车身模态频率进行了分析,以此作为车身碰撞安全优化研究的基础。(2)基于6σ可靠性准则的车身碰撞安全多目标优化。选取车身前部9个关键零件厚度作为车身碰撞安全优化的设计变量;考虑车辆轻量化和舒适性的要求,以车身质量与车身一阶扭转模态频率为约束条件;选择刚性墙反力均方根植,吸能比,前围板侵入量,B柱加速度峰值为优化目标;为了减小设计变量扰动对优化结果的影响,采用6σ可靠性设计准则,建立车身碰撞安全多目标可靠性优化模型。运用最优拉丁超立方实验设计方法,结合径向基(RBF)神经网络构建近似模型,通过改进非支配排序遗传算法(NSGA-II)对车身进行了碰撞安全多目标优化。经优化后,车身碰撞安全性能得到了提高,同时优化方案的质量水平也满足可靠性要求。(3)面向碰撞安全的前纵梁结构优化。通过建立前纵梁简化有限元模型,对变形量小、刚度要求大的前纵梁后端进行了拓扑优化;针对碰撞过程中,横向变形位移大、溃缩不完全的前纵梁中段,采用预变形的方法,开设了诱导槽。经过有限元仿真验证,前纵梁结构优化之后,对比原有关键零件厚度优化方案,车身碰撞安全性能得到了进一步的提升。最终形成的优化方案与车身初始状态的有限元碰撞仿真结果相比,整车质量没有变化,车身一阶扭转模态频率提高了0.56%,刚性墙碰撞反力均方根植下降了10.8%,吸能比提高了3.7%,前围板侵入量减少了5.8%,B柱加速度下降了18.2%,优化方案显著地提高了车辆碰撞安全性能。

关键词：车辆碰撞安全多目标优化稳健性设计车辆结构优化有限元仿真

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驾驶员主动应急响应对人体损伤特性影响研究

驾驶员主动应急响应对人体损伤特性影响研究

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作者：秦豪毅河北农业大学

学位级别：硕士

当前碰撞假人模型在评估车辆安全标准时存在无法模拟驾驶员行为的缺陷。为了提供更全面的驾驶员和汽车安全评估指导,使用有限元方法来模拟碰撞时驾驶员的主动应急行为,分析应急行为对驾驶员身体损伤的影响,并与驾驶员处于标准姿态时的... 详细信息

当前碰撞假人模型在评估车辆安全标准时存在无法模拟驾驶员行为的缺陷。为了提供更全面的驾驶员和汽车安全评估指导,使用有限元方法来模拟碰撞时驾驶员的主动应急行为,分析应急行为对驾驶员身体损伤的影响,并与驾驶员处于标准姿态时的损伤状况进行对比研究。该研究旨在完善当前以碰撞假人为测试工具评估车辆安全的标准,以提高驾驶员和汽车的安全性。利用沉浸式模拟驾驶器采集了志愿者在碰撞过程中的身体姿态变化,并结合相关文献总结了驾驶员应急姿态响应的特征。基于国家标准人体测量尺寸,将物理碰撞假人的手部模型进行三维重建,使其具备仿人手的抓握功能。将重建的手部模型导入有限元软件进行网格划分和材料、力学等属性的赋予,并将划分完成的手部模型替换原模型。将驾驶舱模型与手部替换完成的假人模型耦合,构建碰撞仿真环境,通过调整假人上肢和下肢的姿态,使其与碰撞过程中驾驶员应急姿态变化相对应,并将其导入LS-DYNA软件进行求解。利用3D打印技术制作手部样机,包括骨骼结构和拟人皮肤。设计手部运动结构和控制系统,利用协同控制方式将数据手套手指的运动转化为仿生机械手的运动,并通过相关试验验证仿生机械手的性能,为下一步智能碰撞测试假人的研发提供技术支撑和理论依据的一部分技术支持。正面碰撞仿真和样机结果表明,假人手部有无抓握力对其碰撞过程中的动作姿态有显著影响,手部抓握力和不同的抓握位置对人体各部位的损伤数值有显著差异。抓握状态下,头部伤害指标(HIC)峰值增加37.5%,大腿压缩力峰值减少36.5%。手部位置在8点和4点方位时,胸部压缩量和大腿压缩力峰值最大。脚部位于不同位置时,身体运动姿态、各部位损伤的峰值时刻以及损伤程度都有所差异且与标准姿态下假人各部位损伤情况相比也有显著不同。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,胸部以及小腿损伤较为严重。因此,驾驶员姿态变化是汽车碰撞实验中是不可忽视的因素,对人体损伤的评价有重要的影响。同时由重建三维模型所设计仿生机械手可以完成人手抓握的基本功能且手指的握力范围与大小基本符合汽车碰撞环境下真实人手抓握方向盘的条件。

关键词：车辆碰撞安全人体损伤主动应急响应中国体征假人 LS-DYNA

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微型面包车正面碰撞中驾驶员损伤快速预测研究

微型面包车正面碰撞中驾驶员损伤快速预测研究

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作者：代娇重庆理工大学

学位级别：硕士

近年来,车辆交通事故所带来的危害依然不容忽视,我国仍是世界上交通事故高发的国家之一。如何减轻交通事故中乘员受伤严重程度、快速对乘员采取救援措施,是目前汽车安全领域的一研究热点。乘员损伤预测算法是当事故发生后,快速预测车内... 详细信息

近年来,车辆交通事故所带来的危害依然不容忽视,我国仍是世界上交通事故高发的国家之一。如何减轻交通事故中乘员受伤严重程度、快速对乘员采取救援措施,是目前汽车安全领域的一研究热点。乘员损伤预测算法是当事故发生后,快速预测车内乘员损伤的一种有效的事故后安全技术,可以为医护人员进行快速分诊提供技术支持,进而有效提高事故救援效率、减轻乘员伤害程度。因此,本文对于驾驶员损伤预测研究具有重要意义。基于以上原因,本文以微型面包车为研究对象,开展正面碰撞下驾驶员损伤预测的研究工作。首先,针对微型面包车车型,进行了事故数据的统计分析,并根据相关性分析结果确定了影响驾驶员损伤严重程度的因素。其次,完成了微型面包车的有限元模型和驾驶员约束系统模型的搭建与验证。基于所搭建的模型,结合试验设计策略,依据损伤评价标准,完成了驾驶员损伤数据集的制作。最后,利用BP神经网络搭建了驾驶员损伤预测模型,并通过改进鲸鱼算法对BP预测模型进行优化。将真实事故应用到驾驶员损伤预测模型中,对模型的预测性能进行评估。本文的研究结果表明:(1)驾驶员伤情严重程度与纵向最大速度变化量、安全带使用情况、安全气囊展开情况显著相关。(2)MWOA-BP预测模型的预测精度高于BP预测模型,MWOA-BP预测模型对驾驶员头部损伤预测平均绝对误差值MAE为0.1,均方误差值MSE为0.1;对胸部损伤预测的MAE值为0.125,均方误差值为0.15。(3)利用62例事故对MWOA-BP预测模型进行验证,有例54事故的预测结果与实际结果相符合,有3例事故预测值大于实际值,有5例事故预测值小于实际值;ROC分析结果为AUC=0.79,所建立的损伤预测模型有较好的预测性能。最后,根据研究结果,提出了驾驶员侧安全性建议和损伤防护建议。

关键词：车辆碰撞安全微型面包车 BP神经网络鲸鱼算法伤情预测

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汽车车身结构碰撞模拟计算

汽车车身结构碰撞模拟计算

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作者：李建新东北大学

学位级别：硕士

随着汽车保有量的增加和车速的提高，汽车交通事故成为了危害人类生命安全的重大社会问题之一，其死亡人数已经超过了在战争中死亡的人数。基于安全方面的考虑，我国于2000年制订实施了汽车被动安全法规《关于车辆正面碰撞乘员保护法则(... 详细信息

随着汽车保有量的增加和车速的提高，汽车交通事故成为了危害人类生命安全的重大社会问题之一，其死亡人数已经超过了在战争中死亡的人数。基于安全方面的考虑，我国于2000年制订实施了汽车被动安全法规《关于车辆正面碰撞乘员保护法则(CMVDR294)》，法规首次对车辆的碰撞安全性提出了一些要求，由于我国此前无此相关法规的要求，所以造成许多汽车厂家要重新考虑汽车碰撞安全性的结构设计，在经济条件不允许做实车碰撞试验的情况下，在碰撞模拟仿真的基础上改进汽车结构抗撞性也是一条行之有效的办法。\n 本文详细介绍了碰撞有限元基本理论和有关算法，涉及到的内容包括有限元求解控制方程、单元离散、沙漏模态控制、时间积分、材料模型和应力修正、薄壳单元算法以及接触碰撞界面算法等。\n 计算机仿真研究是现代汽车碰撞研究的重要方法，所使用的碰撞模拟软件众多，本文介绍了包括LS-DYNA在内的几种常用汽车碰撞模拟软件及前后处理器，其中对本次碰撞模拟选用的LS-DYNA的功能特点作了详细介绍。\n 本文以某一车型为例，在前处理器FEMB中建立碰撞汽车的三维实体模型，其中模型包含弹簧阻尼等零件和一些零部件的不同联结方式，然后对实体模型进行有限单元划分，对不同的零部件选取不同的材质、单元类型和单元算法。\n 本文应用非线性有限元理论，利用LS-DYNA软件分别对汽车与刚性墙和移动壁障进行了碰撞仿真，从中发现了汽车碰撞的一些基本特征和碰撞参数，在此基础上对不同初速度的完全正面碰撞和不同碰撞角度的侧面碰撞两种情况进行了模拟仿真，分析在这两种情况下碰撞参数的一些变化规律以及缘由。最后对基于汽车碰撞安全性的结构改进和后续工作提出了一些意见。

关键词：汽车车身结构正面碰撞侧面碰撞抗撞性计算模拟碰撞模拟汽车交通事故车辆碰撞安全

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基于EDR数据的正面碰撞驾驶员损伤风险研究

基于EDR数据的正面碰撞驾驶员损伤风险研究

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作者：邱金龙第三军医大学

学位级别：硕士

虽然近10年来我国交通事故数逐年降低,但仍是世界上交通事故高发的国家之一。人体碰撞损伤生物力学旨在通过人体损伤机理、耐受极限研究,探究人体损伤原因,为碰撞防护和救治提供科学依据。传统的物理假人试验、人体试验、尸体模型试验... 详细信息

虽然近10年来我国交通事故数逐年降低,但仍是世界上交通事故高发的国家之一。人体碰撞损伤生物力学旨在通过人体损伤机理、耐受极限研究,探究人体损伤原因,为碰撞防护和救治提供科学依据。传统的物理假人试验、人体试验、尸体模型试验因成本和伦理问题存在诸多弊端,通过交通事故数据库和计算机模拟仿真进行人体损伤生物力学研究逐渐成为热点。EDR(Event Data Recorder,事故数据记录器)可以获取传统事故调查无法得到的参数,成为交通事故数据库的重要补充内容。本文以EDR数据为切入点,通过典型案例对交通事故过程进行重建,探究如何将EDR数据与真实交通事故案例时间轴同一化,并利用EDR数据开展交通事故深度调查与分析,研究事故发生前车辆运动参数和驾驶员驾驶行为,分析事故成因和影响驾驶员损伤的因素。在此基础上,基于计算机模拟仿真方法,对正面碰撞驾驶员损伤进行重建,并利用人工神经网络建立损伤影响参数与驾驶员头、胸部损伤的预测模型,最后利用真实交通事故案例验证模型的准确性。本研究目的是利用EDR数据对人体损伤进行快速预测,预测结果可利用于AACN(Advanced Automatic Collision Notification System,碰撞自动通知系统),为医疗救援人员伤情预判、实现分级救治和提高救护效率提供帮助,具有现实经济和社会意义。本文具体的研究如下:1.首先对交通事故深度调查内容和方法、EDR数据采集方法、EDR规范和数据内容进行简要介绍,在此基础上对3起典型交通事故案例进行重建,分析了如何运用EDR数据对不同形态交通事故进行准确重建。通过事故重建研究,解决了在EDR数据未锁定情况下,将无时间属性的EDR数据与特定时间、特定形态的真实交通事故进行唯一性对应的问题。2.深度采集具有EDR数据的交通事故案例108例,并对事故现场环境、行驶速度、碰撞前制动时间、气囊点爆时间以及驾驶员损伤等进行分析,探究事故成因和影响驾驶员损伤的因素。结果表明:天气晴好时驾驶员平均制动时间为1.73s,雨天平均制动时间为1.79s,驾驶员在不同天气下制动时间无明显差异;夜间无照明情况下,平均制动时间为1.32s,夜间有照明的情况下,平均制动时间为1.94s,夜间无照明情况下,驾驶员平均制动时间略有减小,但统计学分析有、无照明组间制动时间并无明显差异;事发前5s最高行驶速度分析显示,驾驶员超速行驶问题突出,超速行驶比例为54.6%,平均超速率为51.0%;碰撞前反应时间不足和超速行驶是导致事故发生的两个重要方面,天气及照明情况对事故成因几乎没有影响。纵向最大速度变化?V、安全带使用状态与驾驶员MAIS>3损伤具有相关性,随纵向?V增加,驾驶员MAIS>3比例明显升高;使用安全带组MAIS>3损伤概率明显小于未使用安全带组。气囊点爆时间与纵向最大?V不相关,?V和气囊点爆时间可以作为两个独立的因素进行损伤分析。3.利用HyperWorks/LS-DNYA构建100%正面刚性壁碰撞有限元模型,进行不同碰撞速度下计算机模拟仿真,以驾驶位座椅位置X方向加速度和对应碰撞速度作为边界条件加载至包含车体和假人的MADYMO模型进行84组不同碰撞速度、约束系统参数和气囊点爆参数下计算机模拟仿真。仿真结果分析发现:头部HIC和胸部CTI随纵向最大速度变化Δv、50ms平均加速度增加显著增加;使用安全带组的驾驶员头部和胸部损伤明显小于未使用安全带组,且随着Δv的增加,组间差异增大;使用安全带的情况下,当气囊点爆时间小于20ms时,驾驶员头部和胸部损伤随气囊点爆时间增加变化不大,当气囊点爆时间大于20ms时,头部HIC和胸部CTI随气囊点爆时间的增加显著增加,且气囊点爆时间对头部损伤影响更大。4.以最大速度变化Δv,50ms平均加速度、安全带使用状态、气囊点爆时间作为模型输入,头部和胸部损伤AIS值作为输出利用人工神经网络建立正面碰撞驾驶员头、胸部损伤预测模型,并利用37例真实交通事故案例对模型进行验证。结果表明:37例交通事故案例中,有27例预测值与实际损伤一致,8例预测值高于实际损伤,2例预测值低于实际损伤;ROC分析结果AUC=0.747,模型具有较好的预测准确性。

关键词：车辆碰撞安全事故数据记录器驾驶员损伤损伤预测事故重建

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基于Vue和Flutter的经验库设计与实现

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电脑知识与技术 2024年第21期20卷 40-42页

作者：陈炯王国锋冯鹏超吉利汽车研究院(宁波)有限公司浙江宁波315300

随着全球汽车工业的持续繁荣与快速发展,车辆设计和生产过程中的碰撞安全性能已成为评估车辆整体安全性的重要指标之一,其研究和优化显得尤为重要。然而,在车辆碰撞试验过程中积累的大量经验知识如何有效进行管理和共享,成为提升车辆安... 详细信息

随着全球汽车工业的持续繁荣与快速发展,车辆设计和生产过程中的碰撞安全性能已成为评估车辆整体安全性的重要指标之一,其研究和优化显得尤为重要。然而,在车辆碰撞试验过程中积累的大量经验知识如何有效进行管理和共享,成为提升车辆安全性能的关键挑战。为应对这一挑战,文章深入研究了车辆碰撞试验过程中的经验知识管理需求,设计并实现了一个基于Vue和Flutter技术的经验库平台,为车辆碰撞试验过程中的经验知识提供全面、高效的管理和共享机制。该平台通过Vue开发网页端经验管理页面,提供丰富的数据展示和交互功能;同时,利用Flutter框架开发移动端应用,支持问题发布与解决方案的快速更新^([1])。

关键词： Vue Flutter 车辆碰撞安全经验库移动端应用

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