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本文主要分析研究平动吸能座椅在不同尾撞强度下对乘员颈部保护的总体性能。平动吸能座椅能够在尾撞时在一定的约束下向后移动一定的距离,吸收部分系统中的动能,降低乘员上躯干和头部之间的相对运动,从而降低乘员颈部的损伤风险。本文具体分析了平动吸能座椅在低速,中速和高速尾撞下的性能,同时评估其在正面碰撞和滚翻时的性能。基于平动吸能座椅的概念,设计出能够提供稳定约束力的吸能结构和集成该结构的平动吸能座椅样机,并对样机进行台车试验验证。本文首先在MADYMO中建立了尾撞约束系统仿真模型。该模型包括汽车底板以及膝部挡板、座椅、BioRID尾撞假人和三点式安全带,用来评估尾撞下座椅设计参数对假人颈部损伤的影响。本文一共进行了两次大规模的试验设计,用来获得座椅设计参数对乘员损伤评价指标的影响因子的大小。第一次试验设计中,只研究座椅头枕的前后位置,头枕的高度,头枕的刚度,椅背的刚度,调角器的刚度和调角器的屈服力矩等对尾撞下乘员损伤评价指标有影响的座椅设计参数。在第二次试验设计中,在上述的座椅设计参数的基础上增加了座椅平动功能和平动约束力,用来比较平动约束力和其余设计参数对乘员颈部损伤的影响程度。本文还对平动吸能座椅设计参数进行了优化,获得了在不同追尾强度下座椅设计参数的最优配置解集。仿真结果显示:平动吸能座椅的平台约束力对乘员颈部的损伤指标NIC,Nkm,上颈部剪力,上颈部弯矩和T1加速度有比较明显的影响。在低速和中速尾撞下需要的约束力大小为3kN,在高速尾撞下需要6kN的约束力能够为乘员提供有效的保护。同时,在正面碰撞和滚翻工况下,平动座椅和非平动座椅相比不会增加乘员的损伤。另外,本文设计的平动吸能机构能够提供优化出的3kN的约束力的要求。通过使用混三50百分位假人对平动吸能座椅进行中速尾撞台车试验,验证了平动吸能座椅的有效性。