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1、硕士学位论文 II摘摘 要要 2006 年 7 月 1 日， 汽车侧面碰撞的乘员保护 （GB 20071-2006）正式实施。在汽车侧碰法规试验中要求采用的假人之一是 ES-2 型侧碰试验假人，该型假人主要用于模拟人体在汽车侧面碰撞中的生物力学响应，具有较高的生物拟合性。正确评估和保证碰撞试验假人的生物拟合性是汽车碰撞安全性试验研究的一项重要内容，而对碰撞试验假人进行正确标定是保证其生物拟合性的关键措施之一。 本文的目的之一是建立一套完整的侧碰试验假人标定系统。在系统建立中，本文研究了碰撞生物力学的基本理论及其在汽车侧面碰撞中的研究应用，对侧碰试验假人组成结构特点和力学性能进行了分析。在此基础
2、上，本文对假人标定方式进行了分析探讨，提出了其实施的理论依据，并分析了碰撞生物力学和碰撞试验假人标定系统研发之间的关系。 以此为依据，以自行设计加工和关键零部件定购的方式，本文自主研究开发了一套完整的假人标定系统。论文系统分析了标定系统零部件的选型、试验装置设计制作的依据、假人标定程序的总结拟定及假人标定系统关键问题的解决四个主要方面的内容。通过对侧碰试验假人进行生物特性标定试验，验证了系统的正确性。 根据已建立的侧面碰撞假人标定系统，建立部分标定试验的 Madymo 仿真模型，根据标定试验完成模型的验证。通过调节模型，可以改变部分标定参数，从而分析各个标定试验在不同标定参数下假人响应的变化。
3、为进一步分析完善假人标定系统打下基础。通过模型对胸部损伤评价方法进行了计算机仿真研究，结果表明，ES-2 型假人胸部在斜碰撞时其 RDC 值不能真实地反应人体的响应。 研究结果表明，通过该系统可以给 ES-2 型侧碰试验假人进行生物特性的标定试验，更换部分零部件，也可以给其它型号的假人进行标定试验。 本系统具有经济实用的特点，有较好的通用性和稳定性，有一定的推广应用价值。 关键词：汽车碰撞安全；碰撞生物力学；假人；试验装置；仿真模型；标定； 汽车侧碰假人力学性能分析及其标定系统开发 IIIAbstract On July 1st, 2006, the rule of “The protecti
4、on of the passengers in automobile during side collision“ (GB 20071-2006) was formally implemented. One of the dummies used in the side impact rule test is the ES-2 dummy. It has good anthropopathic integrality. It is an important work to correctly evaluate and ensure the anthropopathic integrality
5、of crash dummy in the automotive crash test. The correctly calibration of the crash dummy is one of the key measures to assure dummys anthropopathic integrality. The aim of this paper is to develop a set of calibration system for side impact dummy. The basic theory of Crash Biomechanics and its appl
6、ications in side crash were summarized, and the mechanical performance and structure character of the dummy were analyzed. Then, the theoretic bases of dummys calibration system were discussed and the relations between Crash Biomechanics and dummys calibration system developed were analyzed. Accordi
7、ng as above, a set of calibration system for side crash dummy had been developed with self-design and manufacture and the key calibration parts ordered. The system had been validated by comparing with some test data. The major work included the choice and fixing of the key calibration parts, the des
8、ign and manufacture of the test equipments, summarize of dummys calibration process and the solve of the key problems in calibration system. Based on the calibration system for side crash dummies, the corresponding simulation models had been developed and validated by the calibration tests. By chang
9、ing calibration parameters, different response of the dummy can be gotten and analyzed, which can be used to improve the calibration system. After that, the ES-2 side impact test dummy was calibrated by this system. By changing some parts, other kinds of side test dummy can also be calibrated using
10、this system. The dummys calibration system has the characteristics of economy, practicality, universal and stability and can be widely used. Key Words: Automotive Crash Safety; Crash Biomechanics; Dummy; Test Equipment; Simulation Models; Calibration; 湖湖 南南 大大 学学 学位论文原创性声明学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在
11、导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名： 日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于
12、 1、保密，在_年解密后适用本授权书。 2、不保密。 （请在以上相应方框内打“”） 作者签名： 日期： 年 月 日 导师签名： 日期： 年 月 日 硕士学位论文 1第一章 概述 本章主要介绍论文课题来源及本文的研究重点，同时分析课题背景以及汽车碰撞安全的主要研究内容和研究方法。 1.1 前言 汽车给人们生活带来便利的同时，也可能危及到人类生命财产的安全。随着世界汽车保有量的增加，交通事故的发生率也在逐年上升。2005 年，中国共发生道路交通事故 450254 起，造成 98738 人死亡，造成 469911 人受伤1。在每年的交通事故中，侧撞要占 1/3 左右，其致死率仅次于正面碰撞，而致伤率
13、则居第一位2。目前，道路交通事故中大约四分之一的严重损伤是由于侧面碰撞造成的3。因此，汽车侧面碰撞安全性的研究成为汽车被动安全性研究的一项重要内容，越来越受到各国政府、汽车厂商和消费者的关注。 汽车碰撞试验研究是进行汽车碰撞安全性研究的主要方法之一。根据碰撞方向的不同，汽车碰撞事故可分为前碰、侧碰、后碰和翻车等；根据碰撞障碍物的不同，有车对车碰撞、车对固定障碍物碰撞以及移动货物对车碰撞等；根据碰撞负荷的不同，可分为集中负荷碰撞与分布负荷碰撞。在汽车被动安全研究领域，我们通常根据碰撞方向来进行分类研究。我国的汽车被动安全研究起步较晚，我国政府于1999年10月28日由国家机械工业局发布了CMVD
14、R294关于正面碰撞乘员保护的设计规则强制性汽车检测法规；2006年7月1日，汽车侧面碰撞的乘员保护（GB 20071-2006）正式实施。湖南大学汽车碰撞实验室在2000年投入应用，在理论研究的同时，几年内已进行了大量实车碰撞试验，在正面碰撞、追尾碰撞、安全气囊起爆等方面积累了丰富的经验，具有较强的试验能力和较高的实验室水平，2005年11月实验室经过改造成立了汽车安全研究部，使得理论和实验水平都得到了较大提升。目前已设计开发了侧面碰撞移动壁障，并购买了最新的侧面碰撞假人ES-2和模拟5百分位女性的假人SID-IIs以及Q6儿童假人， 已初步具备了进行侧面碰撞试验的能力。 在汽车侧面碰撞法规
15、试验中，汽车前排乘员的头部、胸部、骨盆及腹部所受冲击限值均有明确规定。由于碰撞试验不可能采用真人进行，为此，人们开发了碰撞试验假人进行替代试验。目前的碰撞试验假人均具有较好的拟人生物特性。由于汽车碰撞试验具有破坏性和不可重复性的特点，碰撞试验假人经过一定数量的试验或放置一段时间后，均应进行生物特性的标定试验。由于我国汽车碰撞安全研究工作起步较晚，在碰撞假人的标定方面的研究非常薄弱。因此，深入开展汽车侧碰假人力学性能分析及其标定系统开发 2假人的生物力学性能研究并建立完整规范的假人标定实验室就势在必行。在湖南大学汽车碰撞实验室正面碰撞假人标定系统的基础上，开发出侧面碰撞假人标定系统，也是一项迫切
16、的任务。 1.2 汽车碰撞安全研究 汽车安全为一系统性工程，涉及到车、人、路这一闭环系统相互之间的关系。因为事故发生时，一般是人操纵着车，行驶在路上，驾驶者的技能水平、当时的精神状态、所驾驶的车辆状况以及行驶的路面路况都对事故结果有着重要影响。据此可将汽车安全性划分为主动安全性和被动安全性。主动安全性是指防止汽车发生意外事故的能力，主要集中在汽车的操纵性、制动性、动力性、平顺性和可视性上；被动安全性是指事故发生后，能够对驾驶员、乘员和行人进行有效保护，避免发生伤害或使伤害降到最小。主要集中在汽车碰撞动力学、人体损伤机理、碰撞试验和由此得出的乘员保护措施或汽车安全法规。由于汽车被动安全性总是与各种各样的汽车碰撞事故联系在一起，故又称为“汽车碰撞安全性”。 1.2.1 汽车碰撞安全研究内容 汽车碰撞安全性的研究内容主要有：（1）车身结构抗撞性和相容性研究；（2）碰撞生物力学研究；（3）乘员约束系统
