检索结果-内蒙古大学图书馆

中国机械工程 2023年第13期34卷 1628-1637页

作者：武和全边楚虹胡林龚创业长沙理工大学工程车辆轻量化与可靠性技术湖南省高校重点实验室长沙410004 韦恩州立大学生物工程中心底特律MI48201

为探究自动驾驶情形下不同姿态乘员在追尾碰撞中的损伤风险,利用THUMS人体模型研究了不同姿态下乘员的生物力学响应。通过对比尸体试验的运动学响应对THUMS乘员约束系统模型的有效性进行了验证,在此基础上调整THUMS姿态,使其分别为E-NCA... 详细信息

为探究自动驾驶情形下不同姿态乘员在追尾碰撞中的损伤风险,利用THUMS人体模型研究了不同姿态下乘员的生物力学响应。通过对比尸体试验的运动学响应对THUMS乘员约束系统模型的有效性进行了验证,在此基础上调整THUMS姿态,使其分别为E-NCAP规范下的标准乘员姿态和120°、150°、180°姿态。然后搭建对应的4种不同座椅角度追尾碰撞模型,对其施加E-NCAP下的追尾碰撞加速度波形(中速4.88 g和高速6.44 g)。通过8组仿真试验对比发现,在追尾碰撞中,标准姿态与120°姿态下的乘员损伤风险较小;颈部棘突间韧带应变值随乘员倾斜角度增大而减小;150°与180°姿态下乘员存在颈部前纵向韧带拉伤的风险;安全带在4种乘员姿态下均可起到约束作用,乘员下肢会以骨盆为中心发生偏转,肋骨未发生骨折,内脏器官均未见损伤。

关键词：自动驾驶不同姿态追尾碰撞乘员损伤

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自动驾驶汽车事故中主动旋转座椅规避儿童乘员的损伤风险研究

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中国公路学报 2023年第5期36卷 273-286页

作者：武和全张凯胡林刘瑾长沙理工大学工程车辆安全性设计与可靠性技术湖南省重点实验室湖南长沙410114 韦恩州立大学生物工程中心密歇根底特律MI48201

为了提高儿童乘员在自动驾驶汽车中的碰撞安全性,提出在正面碰撞发生前主动将不同座椅朝向的乘员旋转至背向碰撞方向(180°方向)的策略,通过改变人体受力方向,将不同座椅朝向乘员的正面碰撞形式转化为标准的追尾碰撞形式,从而提高... 详细信息

为了提高儿童乘员在自动驾驶汽车中的碰撞安全性,提出在正面碰撞发生前主动将不同座椅朝向的乘员旋转至背向碰撞方向(180°方向)的策略,通过改变人体受力方向,将不同座椅朝向乘员的正面碰撞形式转化为标准的追尾碰撞形式,从而提高自动驾驶车辆中儿童乘员的碰撞安全性。首先,通过正面碰撞假人试验对THUMS 10岁儿童乘员台车模型的有效性进行验证;然后,基于4种不同座椅朝向(0°、90°、135°和180°),利用THUMS 10岁儿童乘员模型进行正面碰撞仿真试验,发现180°座椅朝向儿童乘员损伤风险最小,因此,180°座椅朝向被确定为相对安全的座椅朝向;最后,模拟200 ms内将座椅旋转±45°和300 ms内将座椅旋转±90°以及分别在0 ms和100 ms时间延迟后引入碰撞的试验过程,研究座椅旋转过程本身以及先旋转后碰撞策略下的乘员损伤风险。研究结果表明:200 ms内将儿童乘员旋转±45°和300 ms内将儿童乘员旋转±90°,不引起额外人体损伤;碰撞时刻的延迟所造成的儿童乘员姿态的变化,会导致儿童乘员在碰撞过程中产生不同的运动学响应和损伤风险;在无碰撞时刻延时的情况下,先旋转后碰撞的策略可有效降低儿童乘员的损伤风险。

关键词：汽车工程旋转座椅碰撞仿真试验儿童乘员损伤风险座椅朝向自动驾驶汽车

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磁流变液仿生薄壁吸能管及其耐撞性可控度的研究

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汽车工程 2021年第12期43卷 1806-1816,1831页

作者：程翔宇白中浩蒋彬辉朱峰周启峰湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室长沙410082 约翰斯霍普金斯大学极限材料研究所巴尔的摩21218 韦恩州立大学生物工程中心底特律48201

为克服传统薄壁管耐撞性恒定、环境适应性差的缺点,受马尾草结构的启发,提出一种可应用于薄壁管结构设计的磁流变仿生吸能单元的设想。建立了磁流变液仿生单元吸能理论模型和吸能可控度理论公式,对一定尺寸的磁流变液仿生单元进行了有... 详细信息

为克服传统薄壁管耐撞性恒定、环境适应性差的缺点,受马尾草结构的启发,提出一种可应用于薄壁管结构设计的磁流变仿生吸能单元的设想。建立了磁流变液仿生单元吸能理论模型和吸能可控度理论公式,对一定尺寸的磁流变液仿生单元进行了有限元仿真分析。结果显示:在一定尺寸和一定压缩条件下,流固耦合仿真和固体结构仿真预测的磁流变液和固体结构的吸能与理论模型预测结果相差分别仅为3.49%和2.16%,磁流变仿生单元吸能可控度随压缩长度的增加而减小,最高可达27.73%。在压缩近67%的长度下,可控度仍可达到12.29%,仿真预测的可控度值与理论值高度一致。最后,将仿真中一定尺寸的磁流变仿生吸能单元应用于传统9胞薄壁管中。对比结果表明:与传统9胞薄壁管结构相比,填充了磁流变仿生吸能单元的薄壁管总吸能量提高了293.7%,固体结构的比吸能提高了62.54%,最大可控度达22.44%。

关键词：薄壁管磁流变液仿生结构耐撞性吸能可控度

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侧面碰撞远端老年乘员损伤研究

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汽车技术 2023年第2期 28-36页

作者：武和全张凯胡林长沙理工大学工程车辆安全性设计与可靠性技术湖南省重点实验室长沙410114 韦恩州立大学生物工程中心美国底特律MI48201

为探究欧洲新车评价规程(Euro-NCAP)侧面碰撞条件下远端老年乘员的运动学响应和损伤机理,首先利用老年人体模型CHARM-70建立台车模型,然后建立整车AE-MDB侧面碰撞和侧面斜柱碰撞有限元模型,进行整车碰撞仿真并提取非碰撞侧B柱底部加速... 详细信息

为探究欧洲新车评价规程(Euro-NCAP)侧面碰撞条件下远端老年乘员的运动学响应和损伤机理,首先利用老年人体模型CHARM-70建立台车模型,然后建立整车AE-MDB侧面碰撞和侧面斜柱碰撞有限元模型,进行整车碰撞仿真并提取非碰撞侧B柱底部加速度脉冲,最后,基于THUMS_AM50_V4.0人体模型和老年人体模型CHARM-70建立单乘员和双乘员台车仿真模型,进行AE-MDB侧面碰撞和侧面斜柱碰撞仿真。结果表明:在侧面碰撞中,安全带无法有效限制远端乘员因惯性而导致的侧向偏移;在单乘员台车仿真中,远端老年乘员头部和颈部损伤值远小于阈值,但胸部出现大面积严重肋骨骨折;在双乘员台车仿真中,远端老年乘员的头部和胸部出现严重损伤。

关键词：远端乘员损伤有限元方法老年乘员欧洲新车评价规程 AE-MDB 侧面斜柱碰撞

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后排乘员安全带约束系统研究

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汽车技术 2023年第2期 43-48页

作者：周惠来武和全王海涛长沙理工大学工程车辆安全性设计与可靠性技术湖南省重点实验室长沙410114 韦恩州立大学生物工程中心美国底特律MI48201

为提高不同体型后排乘员的安全性,针对后排乘员在50 km/h下100%正面碰撞工况的损伤进行了仿真分析。首先建立后排乘员约束系统模型并进行了验证,然后分别采用THUMS_AM50、THUNS_AF05、CHARM-70模型模拟不同体型的后排乘员,并分别施加恒... 详细信息

为提高不同体型后排乘员的安全性,针对后排乘员在50 km/h下100%正面碰撞工况的损伤进行了仿真分析。首先建立后排乘员约束系统模型并进行了验证,然后分别采用THUMS_AM50、THUNS_AF05、CHARM-70模型模拟不同体型的后排乘员,并分别施加恒定加载限制(Con-LL)曲线、渐进加载限制(Pro-LL)曲线、递减加载限制(Dig-LL)曲线以探究安全带加载曲线对不同体型乘员的适应性。结果表明:该工况下乘员的颈部韧带损伤风险较大;遭受正面碰撞时,Dig-LL曲线对CHARM-70保护作用明显,但是对THUMS_AM50保护效果较差;Con-LL曲线不适用于该工况下对THUMS_AM50和CHARM-70的保护;Pro-LL曲线对THUMS_AM50和THUNS_AF05保护效果较好。未来安全带约束系统应根据乘员类型和碰撞工况适配不同的加载曲线,以更好地保护乘员。

关键词：正面碰撞安全带约束后排乘员加载曲线 CHARM-70

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基于决策树模型的电动自行车与SUV碰撞中骑车人头部响应

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汽车安全与节能学报 2021年第1期12卷 43-51页

作者：李欢白中浩高文睿周启峰蒋彬辉湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室中国长沙410082 韦恩州立大学生物工程中心美国底特律48201

为提高对电动自行车(E-bike)骑车人头部的防护,利用运动型多功能车(SUV)与电动自行车碰撞的多刚体模型,调整相关参数开展仿真分析,获得不同工况下骑车人头部运动学响应。利用C4.5决策树算法挖掘仿真结果,建立骑车人头部运动学响应决策... 详细信息

为提高对电动自行车(E-bike)骑车人头部的防护,利用运动型多功能车(SUV)与电动自行车碰撞的多刚体模型,调整相关参数开展仿真分析,获得不同工况下骑车人头部运动学响应。利用C4.5决策树算法挖掘仿真结果,建立骑车人头部运动学响应决策树模型。分析显示:影响骑车人头部响应的关键因素SUV碰撞初始速度越高,骑车人头部碰撞相对速度、碰撞点包绕距离(WAD)及损伤风险(HIC15)均增大;骑车人体型则对头部碰撞点WAD影响最为显著,体型越大,头部碰撞点WAD越高。因而,本决策树模型还具有预测和决策功能,可用于制定头部安全评估法规性实验及头部防护研究。

关键词：电动自行车骑车人安全头部响应头部损伤决策树模型

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车辆碰撞中乘员骨盆力学响应特性的研究

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汽车工程 2020年第4期42卷 468-476页

作者：武和全侯海彬胡林长沙理工大学工程车辆轻量化与可靠性技术湖南省高校重点实验室长沙410004 韦恩州立大学生物工程中心美国底特律48201

本文旨在研究车辆碰撞中乘员骨盆损伤机理和年龄对碰撞响应的影响。首先开发并验证了老年人骨盆的有限元模型。其次,对比研究了3个具有不同年龄特征的骨盆模型(老年骨盆模型、中年骨盆模型GHBMC和儿童骨盆模型CHARM-10)在材料特性、生... 详细信息

本文旨在研究车辆碰撞中乘员骨盆损伤机理和年龄对碰撞响应的影响。首先开发并验证了老年人骨盆的有限元模型。其次,对比研究了3个具有不同年龄特征的骨盆模型(老年骨盆模型、中年骨盆模型GHBMC和儿童骨盆模型CHARM-10)在材料特性、生理特征、力学响应和损伤方面的差异。结果表明:具有相似生理几何尺寸的老年骨盆模型和中年骨盆模型与儿童骨盆模型相比有较大的差异。侧面碰撞实验的结果表明,3种年龄骨盆模型中,老年骨盆模型的碰撞峰值力和受力最大时位移量都最大,而碰撞中最大位移却最小。对碰撞响应数据进行拟合的结果表明,3种年龄骨盆模型的碰撞峰值力皆随冲击能量呈指数增长,而碰撞中最大位移量则随冲击能量呈线性增长。应力云图分析结果表明,骨盆在侧向冲击下最易受伤或骨折的部位是耻骨支、骶髂关节和髋臼。

关键词：骨盆模型力学响应骨折

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正面碰撞中的老年驾驶员胸部响应研究

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汽车工程 2020年第8期42卷 1050-1059页

作者：武和全彭金平邓晓顺金鑫胡林长沙理工大学工程车辆轻量化与可靠性技术湖南省高校重点实验室长沙410004 韦恩州立大学生物工程中心美国底特律48201

为研究老年驾驶员在汽车正面碰撞中的胸部响应,本文中首先建立了一个老年女性人体胸部有限元模型CHARM_70,并通过与尸体实验对比,验证了模型的有效性。然后,采用圆盘和横向圆杆两种撞击头,选择3种碰撞高度,并改变碰撞速度和撞击质量对... 详细信息

为研究老年驾驶员在汽车正面碰撞中的胸部响应,本文中首先建立了一个老年女性人体胸部有限元模型CHARM_70,并通过与尸体实验对比,验证了模型的有效性。然后,采用圆盘和横向圆杆两种撞击头,选择3种碰撞高度,并改变碰撞速度和撞击质量对两具老人尸体PMHS1和PMHS2进行5种工况的摆锤碰撞实验。同时,利用CHARM_70模型,参照尸体实验的设置,进行同样5种工况的摆锤碰撞仿真。最后对实验和仿真的结果,即5种工况的碰撞力胸部压缩量关系曲线、最大胸部压缩量Cmax和最大胸部黏性响应系数VCmax进行对比分析。结果表明,圆盘碰撞中部位置的胸部响应均比圆杆大,以CHARM_70模型而言,Cmax大3个百分点,VCmax则大38%;而碰撞高度对圆杆碰撞的胸部响应有较大影响,圆杆碰撞高位置时的胸部平均响应约比中部位置小20%,而圆杆碰撞低位置时的胸部平均响应约比中部位置大10%。

关键词：正面碰撞碰撞位置胸部压缩量胸部响应

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老年乘员在自动驾驶车辆中的碰撞响应研究

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机械工程学报 2020年第12期56卷 144-154页

作者：武和全旷世杰胡林长沙理工大学工程车辆轻量化与可靠性技术湖南省高校重点实验室长沙410004 韦恩州立大学生物工程中心美国底特律48201

全球老龄化的时代正在来临。自动驾驶车辆的出现,对于老年人来说,将会是最便利的交通出行工具,可以减少因操作失误而引起的汽车碰撞事故。自动驾驶车辆依靠雷达等传感器能够在汽车发生碰撞前约350ms内识别不可避免的碰撞,这段时间对于... 详细信息

全球老龄化的时代正在来临。自动驾驶车辆的出现,对于老年人来说,将会是最便利的交通出行工具,可以减少因操作失误而引起的汽车碰撞事故。自动驾驶车辆依靠雷达等传感器能够在汽车发生碰撞前约350ms内识别不可避免的碰撞,这段时间对于乘员的主动安全防护至关重要。研究提出一种通过旋转座椅来改变人体朝向与碰撞方向相对位置,从而提高老年乘员在自动驾驶车辆中碰撞安全性。通过尸体试验数据对老年人体乘员有限元模型进行验证;将已验证过的模型应用于自动驾驶车辆的正面碰撞试验中,分析不同座椅朝向(0°、45°、90°、135°、180°)下的老年人体碰撞响应;研究老年人体乘员在座椅旋转过程中的运动响应;预测老年人体乘员在先自主旋转后发生碰撞的损伤风险。试验结果表明,在不同朝向正面碰撞模拟试验中乘员损伤对比,得出座椅朝向与碰撞方向呈180°时人体损伤风险最低。在200ms内将座椅旋转至与碰撞方向呈180°的位置,老年乘员的损伤风险低于阈值。研究表明自动驾驶车辆当感应到不可避免的碰撞时,及早地对座椅朝向进行调整,如果能够在碰撞发生前的350ms内将座椅朝向调整到180°的"朝后"位置,将有利于降低老年乘员的损伤。

关键词：机械结构工程自动驾驶车辆碰撞安全性座椅朝向主动安全策略生物力学响应

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自动驾驶汽车中乘员在不同座椅朝向下的损伤风险及规避策略

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中国公路学报 2019年第6期32卷 206-215,225页

作者：武和全侯海彬胡林黄晶长沙理工大学工程车辆轻量化与可靠性技术湖南省高校重点实验室湖南长沙410004 韦恩州立大学生物工程中心密歇根底特律MI48201 湖南大学机械与运载工程学院湖南长沙410082

在高度自动化车辆(Highly Automated Vehicle,HAV)中,由于不再需要驾驶人,乘客之间可以实现面对面的交流,这给车辆座椅的布置提供了更大的灵活性。为提高HAV的碰撞安全性,提出使用旋转座椅来改变人体朝向与碰撞方向相对位置的规避策略,... 详细信息

在高度自动化车辆(Highly Automated Vehicle,HAV)中,由于不再需要驾驶人,乘客之间可以实现面对面的交流,这给车辆座椅的布置提供了更大的灵活性。为提高HAV的碰撞安全性,提出使用旋转座椅来改变人体朝向与碰撞方向相对位置的规避策略,其基本思路是在碰撞发生前通过主动改变座椅朝向来降低乘员损伤。首先,利用尸体试验数据对所建立的碰撞模型进行验证;然后,基于4种不同的座椅朝向,利用THUMS^TM人体模型进行初始速度为56km·h^-1h的正面碰撞模拟试验,以确定相对安全的座椅朝向位置;最后,预测座椅旋转过程本身以及旋转至某位置后发生碰撞的乘员损伤风险。在静态正面碰撞中,选择0°、90°、135°和180°四种不同的座椅朝向进行乘员损伤预测和比较,结果表明180°朝向时的乘员损伤风险最小。在此基础上,模拟了200ms内将座椅旋转±45°和±90°,以及分别在0ms和100ms时间延迟后引入碰撞的试验过程。研究结果表明:200ms能够将乘员旋转±45°和±90°而不引起额外的人体损伤,并且在无时间延迟时,旋转至背对碰撞方向的乘员损伤,比正面碰撞中0\90°和135°座椅朝向的乘员损伤更低,证明了该损伤风险规避策略的有效性。

关键词：汽车工程乘员规避策略有限元方法座椅朝向损伤风险自动驾驶汽车碰撞模拟

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