论文部分内容阅读
目前国内整车正面碰撞试验中所采用的Hybrid III50百分位假人是根据美国人体开发的。研究表明，基于Hybrid III50百分位假人开发的乘员约束系统不能对中国乘员提供最佳保护。因此，有必要开发符合中国人体特性的碰撞假人。目前，据作者所知国内还没有关于中国50百分位碰撞假人的开发研究，因此提出切实可行的开发方法具有重要意义。开发符合中国50百分位人体的假人最直接有效的办法是参照SAE (Society ofAutomotive Engineers) Hybrid假人家族开发工作小组提出的全体段缩放方法，利用该方法已经成功开发出了Hybrid III5百分位女性假人、95百分位男性假人甚至于儿童假人，这些假人已被广泛应用于汽车行业中。但该方法需要对Hybrid III50百分位假人所有的零部件进行改动，会造成巨大的开发成本。根据中美两国人体差异的具体特点，本课题组提出了部分体段缩放方法。该缩放方法仅缩放了四肢、肋骨、腰椎等对假人碰撞响应有重大影响的零部件，对一些简单件仅进行了调整，避免了大量复杂件的再开发。为验证本课题组提出的部分体段缩放方法的可行性，本文基于已验证的Hybrid III50百分位假人有限元模型，采用全体段缩放方法和部分体段缩放方法分别建立了两种中国50百分位假人模型，并将上述假人模型与某量产车驾驶员侧正面碰撞模型进行耦合，仿真分析假人在不同约束系统条件下的响应情况。结果表明：同一碰撞和约束系统条件下，Hybrid Ш50百分位与全体段缩放中国50百分位假人两者的响应情况存在较大差异，尤其是在安全带上固定点向下移动30mm时，两个假人的胸部压缩量相差达22%；在不同约束条件下，随着约束系统的改变两者响应变化趋势同样存在有不同。而部分体段缩放和全体段缩放中国50百分位假人在同一约束条件下的大部分响应差异均小于7%，其中最大的响应差异不超过10%，且响应随约束系统改变的变化趋势也基本一致。该研究结果进一步表明开发符合中国人体特征假人是必要的，且部分体段缩放方法同样可用于中国50百分位假人的开发。在上述研究结果的基础上，本文建立了完整的Hybrid III50百分位假人三维几何模型，并基于此模型，采用全体段缩放和部分体段缩放方法，建立了两组中国50百分位假人的三维几何模型。本研究还完成了Hybrid III50百分位假人头部皮肤模具的开发，并试制出了合格的头部皮肤样件。该工作可为中国假人的开发和生产提供参考和指导。