论文题目: 摩托车自行车行人碰撞事故形态分析及行人伤害保护的研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 车辆工程
作者: 乔维高
导师: 王仲范,朱西产
关键词: 碰撞,伤害,流行病学,多刚体动力学,计算机仿真,头部,保护
文献来源: 武汉理工大学
发表年度: 2005
论文摘要: 摩托车、自行车、行人与汽车碰撞的研究是目前国内外极为关注的新颖课题。而在我国,摩托车、自行车、行人与汽车碰撞事故的伤亡人数远大于车内乘员伤亡人数,因而在我国开展摩托车、自行车、行人碰撞事故的形态分析及人员伤害保护的研究尤为重要。本文针对我国交通事故的实际特点,对摩托车、自行车、行人碰撞的事故形态和人员伤害保护进行了分析和研究。 论文通过对碰撞事故损伤流行病学、碰撞生物力学等问题进行了讨论和分析,较系统地研究了摩托车、自行车、行人碰撞主要事故形态的运动学特性、流行病学分布规律和人员伤害的机理等问题。论文中对摩托车、自行车、行人碰撞事故从运动状态、碰撞过程、碰撞速度等方面进行了运动学分析,得出碰撞过程中人员的运动学特性和伤害原因,并以事故数据库为依据,分析了摩托车、自行车、行人碰撞事故的分布特征,得出各因素对碰撞伤害的影响规律。 论文针对行人与汽车碰撞的特点,利用多刚体力学原理和计算方法分析了碰撞过程中行人的运动状态和响应特点,建立了行人与汽车碰撞的多刚体模型,并利用建立的模型及其相互间的力学关系进行了汽车—行人碰撞的仿真试验,对仿真试验中行人伤害参数的变化进行了分析。结果表明不同的碰撞速度、不同的车辆类型和不同的车辆前部结构参数都将对行人伤害有不同的影响。根据这样的结果,可以帮助人们寻求减小行人伤害的措施和方法,从而为行人碰撞中保护措施的研究提供一定的依据。 论文基于球体与薄板撞击理论、有限元方法分别建立了头部与汽车发动机罩撞击的数学方程和有限元模型,并利用EEVC行人头部撞击器试验对所建模型进行了试验验证,结果比较吻合一致。接着利用有限元模拟方法和数学计算方法分析了发动机罩板参数的变化对行人头部伤害的影响,得出影响头部伤害的主要发动机罩板结构参数。最后根据其分析结果,提出保护行人头部的具体结构措施,从而为行人头部保护的进一步研究打下坚实的基础。
论文目录:
第1章 绪论
1．1 交通事故形态及乘员伤害研究的背景和意义
1．2 国外研究概况分析
1．2．1 国外摩托车碰撞研究概况
1．2．2 国外行人碰撞研究概况
1．2．3 国外自行车碰撞研究概况
1．3 国内研究概况分析
1．4 主要研究目标和研究内容
1．4．1 研究目标
1．4．2 主要研究内容
第2章 碰撞事故损伤流行病学
2．1 损伤监测系统与事故数据分析
2．2 损伤评估标准和体系
2．3 碰撞强度参数 EES
2．4 本研究中交通事故损伤流行病学分析的主要内容
2．5 本章小结
第3章 冲击损伤生物力学分析
3．1 穿透性损伤和无穿透性损伤
3．2 人体冲击损伤机理
3．3 生物力学响应
3．4 人体伤害指标分析
3．4．1 全身的耐冲击性
3．4．2 头部的耐冲击性和伤害标准
3．4．3 胸部的耐冲击性
3．4．4 大腿骨和骨盆的耐冲击性
3．4．5 面部的耐冲击性
3．4．6 颈部的耐冲击性
3．4．7 简明伤害标准(AIS)和综合伤害标准(CRIS)
3．4．8 我国的相关标准
3．5 本章小结
第4章 摩托车、自行车、行人碰撞事故形态及乘员伤害分析
4．1 概述
4．2 行人碰撞事故形态及人体伤害分析
4．2．1 汽车碰撞行人的事故类型
4．2．2 行人碰撞事故的运动学特性分析
4．2．3 行人碰撞事故的分布特征
4．2．4 行人碰撞事故行人伤害分析与讨论
4．3 摩托车碰撞事故形态及乘员伤害分析
4．3．1 摩托车碰撞的事故类型
4．3．2 摩托车碰撞事故的运动特性分析
4．3．3 摩托车碰撞事故的分布特征分析
4．3．4 摩托车碰撞伤害分析
4．4 自行车与汽车碰撞事故形态及人员伤害分析
4．4．1 自行车与汽车碰撞事故类型
4．4．2 自行车与汽车碰撞运动学特性分析
4．4．3 自行车碰撞事故的分布特征分析
4．4．3 自行车碰撞事故中人员伤害分析与讨论
4．5 本章小结
第5章 汽车-行人碰撞动力学响应及行人伤害仿真参数分析
5．1 汽车-行人碰撞多刚体系统运动学动力学基本原理和计算方法
5．1．1 多刚体系统运动学的理论基础
5．1．2 多刚体系统动力学原理和计算方法
5．2 汽车-行人刚体碰撞理论基础分析
5．2．1 经典刚体碰撞理论
5．2．2 行人多刚体系统碰撞分析
5．3 汽车多刚体模型的建立
5．3．1 基本假设
5．3．2 汽车结构
5．3．3 汽车碰撞模型
5．4 行人多刚体模型的建立
5．5 基于多刚体理论的行人碰撞系统力学关系描述
5．6 汽车行人碰撞计算机仿真运算与伤害参数分析
5．6．1 行人碰撞仿真试验研究参数设计
5．6．2 不同碰撞速度时的仿真结果及分析
5．6．3 不同车辆类型的仿真结果及分析
5．6．4 车辆前部结构参数不同的仿真结果及分析
5．7 本章小结
第6章 行人碰撞头部保护的研究
6．1 球体与薄板之间的撞击理论分析
6．1．1 Hertz接触理论计算方法
6．1．2 大挠度藕合撞击计算方法
6．2 有限元计算理论分析
6．2．1 非线性有限元法基础
6．2．2 碰撞过程空间有限元离散化
6．3 行人保护研究方法
6．4 行人头部撞击子试验分析
6．4．1 头部撞击器的结构
6．4．2 头部撞击器的测试及试验规范
6．5 头部撞击力学方程及撞击模型的建立
6．5．1 头部撞击力学方程
6．5．2 有限元模型的建立
6．6 头部模型与发动机罩撞击的仿真模拟及撞击器试验验证
6．7 发动机罩板主要参数对行人头部伤害的影响
6．7．1 发动机罩长度对头部伤害的影响
6．7．2 发动机罩板厚度对头部伤害的影响
6．7．3 发动机罩板曲率半径对头部伤害的影响
6．7．4 不同发动机罩板材料对头部伤害的影响
6．7．5 不同的撞击位置对头部伤害的影响
6．8 行人头部保护的措施与分析
6．8．1 发动机罩板方面的改进措施
6．8．2 行人碰撞安全气囊装置的开发
6．9 本章小结
第7章 全文总结与研究展望
7．1 全文总结
7．2 研究展望
参考文献
致谢
在读博士研究生期间发表论文
发布时间: 2006-06-28
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