预测车辆与行人之间的撞击中头部撞击条件,通过计算人类建模
Jingwen Hu1,2, Yang-Shen Lin1, Kyle Boyle1
1University of Michigan Transportation Research Institute (UMTRI), Ann Arbor, Michigan.
Traffic injury prevention
|September 15, 2025
概括
有限元模型创建了一个行人撞击的虚拟数据库. 预测模型根据车辆设计和撞击速度准确估计行人头部撞击条件,有助于预防伤害.
科学领域:
- 生物机械工程 生物机械工程
- 汽车安全 汽车安全
- 计算建模 计算建模
背景情况:
- 车辆的前端设计显著影响行人头部伤害的严重程度.
- 准确预测头部撞击条件对于评估车辆安全至关重要.
研究的目的:
- 使用有限元素 (FE) 模拟来开发行人头部撞击条件的预测模型.
- 为各种车辆几何形状和行人尺寸创建行人冲击的虚拟数据库.
主要方法:
- 将20个通用车型模型改造成20个美国车辆前端几何形状.
- 进行了240 FE的行人撞击模拟,使用四个行人尺寸的三种速度.
- 使用车辆几何形状,行人尺寸,撞击速度和围绕距离 (WAD) 作为头部撞击时间 (HIT),速度和角度的预测指标.
主要成果:
- 预测模型实现了HIT (R2=0.979) 的高精度,头部撞击速度 (R2=0.799) 和头部撞击角度 (R2=0.846).
- 撞击速度,WAD,引擎盖角度和引擎盖高度是重要的预测因素.
- 撞击是高度可预测的,而速度和角度显示出更大的变化.
结论:
- 成功创建了一个虚拟数据库和行人头部撞击的预测模型.
- 模型有效地使用车辆和撞击参数来预测头部撞击条件.
- 结果表明,在未来的车辆评估中,为了加强行人头部保护,应改变撞击速度和角度.
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