在使用人类有限元模型的车到终端碰撞中,对驾驶员受伤风险的数值调查
Yunzhu Meng1, Elijah Buckland1, Costin Untaroiu1
1Department of Biomedical Engineering and Mechanics, VA Tech, Blacksburg, Virginia, USA.
Computer methods in biomechanics and biomedical engineering
|August 9, 2024
概括
使用人体模型进行的现代撞击模拟显示,较高的撞击速度显著增加了护末端碰撞中乘客受伤的风险. 基于车辆的 ASI 和 THIV 等指标显示出预测某些伤害的潜力,但头部和大脑伤害仍然不可预测.
科学领域:
- 道路安全工程工程 道路安全工程
- 生物力学 生物力学
- 计算力学是计算力学.
背景情况:
- 目前的美国护终端安全评估依赖于碰撞测试和过时的漏洞空间模型.
- 羽毛空间模型早于现代车辆安全功能,如安全气囊和安全带,限制了它对当代车辆的准确性.
研究的目的:
- 使用集成的车辆,护和人体模型 (GHBMC) 模拟汽车到终端 (ET-Plus) 碰撞.
- 评估乘客受伤风险和基于车辆的受伤指标与模拟人体受伤之间的相关性.
- 评估撞击前条件 (速度,偏移,角度) 对乘客受伤的影响.
主要方法:
- 使用了一台1100公斤的车车型,ET-Plus护终端,以及全球人体模型联盟 (GHBMC) 人体模型.
- 进行了20个有限元模拟,变化了撞击前的速度,偏移和角度.
- 记录了动力学和动力学数据,以计算GHBMC和基于车辆的伤害指标中的伤害概率.
主要成果:
- 撞击前的速度对乘客伤害措施的影响最大,风险与速度成比例增加.
- 冲击角度对全身伤害风险的影响更大 (9.1%),而非冲击角度 (0.3%).
- 基于车辆的指标 (乘客撞击速度,加速严重性指数,理论头部撞击速度) 与整体伤害概率和特定伤害 (胸部,骨) 相关性良好.
结论:
- 该研究强调了现代车辆的形空间模型的局限性,并主张使用先进的模拟方法.
- 加速严重性指数 (ASI) 和理论头部撞击速度 (THIV) 显示出在终端测试中提高乘客受伤风险预测性的潜力.
- 数字模拟对于评估头部和大脑损伤风险至关重要,因为这些风险无法通过当前基于车辆的指标可靠地预测.
