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1、模拟碰撞下汽车保险杠参数对人体腿及膝关节损伤程度影响的研究程秀生 吉林大学 汽车学院摘 要根据汽车与行人侧向碰撞下的人体腿和膝关节部位的生物力学特性及计算机模拟人体腿和膝关节部位被汽车保险杠侧向碰撞的结果，分析了保险杠参数对人体腿及膝关节损伤程度的影响，以进一步在分析方法和理论与实际的结合方面，探讨如何从汽车设计角度最大限度避免或减轻行人在被汽车碰撞的交通事故中损伤程度的方法。An Analysis of the Effects of Bumper Parameters on Leg and Knee Injuries in Simulation ImpactsCheng XiushengAu
2、tomotive Engineering College, Jilin UniversityThe paper analyses the effects of bumper parameters on leg and knee injuries in car-pedestrian impacts based on biomechanical characteristics of computer simulation of bumper-leg impacts in order to make a further approach on avoiding or reducing pedestr
3、ian injuries all possibly in car-pedestrian impacting accidents from car design aspects.一、概 述图图1-2 腿部仿形器结构示意图腿部仿形器结构示意图图图1-1 欧洲试验车辆委员会欧洲试验车辆委员会 提出的碰撞模式提出的碰撞模式二、侧向碰撞下人体腿及膝关节 的主要损伤和受力特性图图2-1 膝关节部位解剖示意图膝关节部位解剖示意图表表2-1 碰撞损伤程度的分类碰撞损伤程度的分类(AIS)2.1 人体膝关节的侧向碰撞变形图图2-2 行人被碰撞的假定条件行人被碰撞的假定条件图图2-3 腿及膝关节侧向碰撞模型腿及膝
4、关节侧向碰撞模型图图2-4 膝关节的侧向碰撞变形膝关节的侧向碰撞变形2.2 人体腿和膝关节的侧向碰撞力和加速度表表2-2 损伤评价标准损伤评价标准三、保险杠与人体腿及膝关节侧向 碰撞的计算机模拟和结果分析表表3-1 腿及膝关节碰撞模型输入参数腿及膝关节碰撞模型输入参数 表表3-2 保险杠材料参数保险杠材料参数 表表3-3 保险杠的参数变化保险杠的参数变化3.1 碰撞模拟表表3-4 模拟碰撞的计算结果模拟碰撞的计算结果图图3-1 汽车前端与保险杠模型汽车前端与保险杠模型图图3-2 腿部仿形器腿部仿形器模型模型图图3-3 模拟碰撞的时间历程模拟碰撞的时间历程3.2 结果分析 图图3-4 保险杠形状
5、保险杠形状（副保险杠前伸（副保险杠前伸 100mm）图图3-5 H3D1组合类型膝关节组合类型膝关节剪切变形时间历程剪切变形时间历程图图3-6 H3D1组合类型腿部三个组合类型腿部三个 位置的加速度时间历程位置的加速度时间历程图图3-7 膝关节剪切变形、弯曲角和胫骨加速度与保险杠高度的关系膝关节剪切变形、弯曲角和胫骨加速度与保险杠高度的关系图图3-8 保险杠形状保险杠形状图图3-9 膝关节剪切变形、弯曲角和胫骨加膝关节剪切变形、弯曲角和胫骨加速度与保险杠形状的关系速度与保险杠形状的关系保险杠高度和外形的变化对人体腿及膝关节损伤程度的影响保险杠高度和外形的变化对腿及膝关节变形和加速度等生物力学特性的影响保险杠参数对人体腿和膝关节损伤程度的影响四、结束语
