当前课程知识点：汽车碰撞安全基础 > 第4讲：汽车碰撞安全评价方法 > 4-2：混III 50百分位假人的结构 > Video
好 下面我们来
重点来给大家介绍一下
混III 50百分位的假人的结构
大家可以看到
我们在做
汽车碰撞安全设计的时候
有很多很多假人要用到
后面我也会介绍
但实际上只有
混III 50百分位的假人
是经历了很长的开发时间
那也是最典型的
也是用的最多的
所以我们就以这个为例
把混III 50百分位的假人的结构
给大家介绍一下
我们为此专门做了一个视频
所以大家听完我这个讲座之后
可以去看视频
那个视频
就是在我们实验室拍摄的
我们把假人拆散了
重点给大家介绍胸部的结构
我们用一个物理的假人来看
这里边我就把视频里
没有涉及到的内容
给大家介绍一下
这么一个50百分位假人
我这列的是英文
它的身高和尺寸
我希望大家花点时间
在标准的正式的文献里
所有的法规里都有
我这里就不说了
就代表一个那个年代
美国的一个大群人的
一个平均的尺寸
那我列出来的参考文献
就是在（20世纪）70年代的时候
开发混III假人时候的
很多很多文献
在一本书里边
所以大家如果有兴趣
去了解更多的假人
甚至说我要开发假人模型的话
那我建议这本书
你要好好读一下
很快给大家介绍一下
我们在视频里没有介绍的结构
我们视频里重点介绍了
假人的颈部 胸部
和腹部 髋部结构
那我们看从头到脚
有头部结构
混III人假人的头部结构
基本上就是一个两部分内容
一个是它里面
有一个代表颅骨的
用铸铝做的一个刚性块
外边包覆一层
大概计以毫米厚的橡胶皮
在头部的重心的位置
有一个三向加速度传感器
来测量假人的头部的
三向的加速度
然后这是一个很重要的
伤害参数的输出
看看中间是颈部
还要看我这个动画
颈部是一个像
Sandwich
它中间是有一些铝质的圆盘
黑色的是橡胶
然后这么粘起来的
这么一个结构
来代表我们的人体
在碰撞下它能够弯曲
所以它要代表一个弯曲刚度
中间用一根钢索把它穿起来
总不要万一失效了
如果胶失效了
碰撞的时候飞散出去
所以中间是一个Cable
把它穿起来
那在颈部我们也有颈部的
力的传感器
我后边会有
这部分是假人的脊柱或者脊椎
就是从颈部一直到臀部 髋部
这么一个
像我们真人的一个脊椎似的
这个脊柱
我后边可能有介绍
这部分很乱的这些
是假人的肩部
肩部没有生物的伤害参数的输出
但肩部因为它的那个动作比较复杂
你需要有不同的自由度的运动
所以它肩部的结构比较复杂
这是一部分
那我们看看假人的髋部臀部
和连着腰椎的这部分
这边我要指出整个的
混III 50百分位的假人
我们用于汽车安全的
它腰椎的部分
只有中间一小部分
是用橡胶材料做的
也就只有那一小部分
稍微能有一点变形
剩下的主要的部分都是刚性块
这是一部分
它跟我们真人的腰椎就不一样
另外一个要指出
我还没想到很好的中文词汇
叫Slouch
Slouch的意思就是说
我们人作为司机
或者作为乘员
坐在车里头的时候
我腰椎不可能是直的
我直挺挺的坐在这
大家不会这么开车
所以总是一个靠在座椅上
是这么一个稍微放松的
脊柱有些弯的这种形状
所以这叫slouch
这也很重要
这一部分跟
如果我们用行人碰撞假人的时候
你注意 它的那个脊柱就不是
不带有这种坐姿的
Slouch的一个形态
下肢的话相对比较简单
就是大腿部分和小腿部分
有钢质的或者是金属质的吧
然后外边包覆有可变形的材料
然后混III假人的下肢的输出
伤害输出主要是一个大腿力
也就是说
如果是这是小腿 这是大腿
在这个位置有一个力传感器
来测量在碰撞的时候
大腿承受的碰撞力
假人的踝关节是这样的
基本上只有
混III假人只有一个自由度
这也是我们认为
它的踝关节生物逼真度
稍微差一点的原因
上肢就更简单了
也是跟下肢差不多
最近若干年
上肢的部分
把它放进了更多的传感器
主要不是为了
表征上肢的受伤
大家知道上肢的受伤是轻伤
主要是因为我们手放到方向盘上
如果气囊弹出来
会对上肢造成损伤
所以至少我们想测到一些
力学的量
使得跟气囊的交互作用我能测到
膝部
膝部只有两个自由度
一个是我们正常的
膝关节的弯曲
没有任何生物损伤的自由度在里面
另外一个是
如果我的大腿和小腿
成这个形状的话
它相对的剪切
所以它里边有一个小的滑块
能够代表膝部的剪切
那这部分是可以损伤的
我就不详细介绍了
那重点是胸部
因为胸部是损伤最致命的部分
我们的视频里边
也主要是介绍了胸部
胸部当然是一个
基本上是一个空的结构
主要是它的肋骨结构
那我们可以看到
它跟真人不一样 是钢质的
大概只有几组
六七组肋骨
我们真人是十一
或者十二组肋骨
然后在几毫米
大概两毫米左右厚的这个钢
里边有一层
大概十毫米左右的Damping Material
就是如果我们只用钢做的话
那麻烦了
胸部压缩了以后
钢只能有弹性变形
那它只能有线性的
这样的一个响应
那我们知道
我们在做人体生物
冲击力学那一讲的时候介绍
它胸部的响应不是线性
它一定是上去
然后再失效
肋骨撞了它再回来
所以为了实现这么一个
生物力学特性
它里边就有这种钢圈
加上这种黏性的阻尼材料
那胸部我们主要测两个损伤参数
一个叫胸部加速度
一个叫胸部压缩量
那胸部加速度比较简单
你就在胸部的指定的位置
放一个三向的加速度传感器
来输出
那胸部的位移
测量比较麻烦一点
我们不希望用加速度
通过积分来得到位移
那样是不准确的
所以我们就用一个位移传感器
这里边有个示意图
胸部的位移
就是从胸骨到腰椎
到后边的胸椎之间的压缩量
那这个压缩量
我们就放一个
像这个滑块结构似的这样的
看这个视频的演示
然后你一撞的话它可以转动
通过这么一个转角
来计算出它的胸部的压缩量
假人里边有很多传感器
我们刚才提到
头部要测加速度
颈部要测颈部的力 弯矩等等
胸部要测压缩量 加速度
然后大腿要测力等等
还有髋部要测这个加速度
那我们在假人里边
就放置了很多力传感器
位移传感器 加速度传感器
像这部分是腰椎的力传感器
这个是颈部的力传感器
那这些传感器
都是有一定的尺寸和重量的
所以这也是为什么
在假人的结构设计中
传感器必须是假人结构的一部分
如果你那个传感器非常轻
只有一克两克
体积也非常小
可能我可以忽略不计
但是我们有很多传感器
力传感器个头都比较大
重量都比较大
这个时候我们在设计假人的时候
这个传感器必须是假人的一部分
也就是说我不能后配置
说我想测大腿力了
拿一个传感器把它装上
这是不对的
一定是一个整体的部分
那给大家看更多的假人的图片
这是我们实验室里拍摄的
假人的胸部的标定的图片
具体怎么标定
大家可以到视频里去看
然后假人的胸部结构
以及我们从上往下看
假人的肩部的结构
以及上肢的结构
-1-1：汽车安全问题的背景
--Video
-1-2：车辆碰撞过程
--Video
-1-3：汽车安全的定义
--Video
-1-4：乘用车组件及车身结构碰撞区域
--Video
-1-5：汽车碰撞的类型和碰撞设计要求
--Video
-1-6：汽车碰撞安全设计与分析过程
--Video
-2-1：汽车碰撞波形的定义
--Video
-2-2：发动机对碰撞波形的影响
--Video
-2-3：车辆运动学分析
--Video
-2-4：乘员运动学分析
--Video
-2-5：乘员动力学(1)
--Video
-2-6：乘员动力学(2)
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-补充：整车碰撞试验视频
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-2-7：基于等效方波的质量弹簧模型及约束系统刚度设计
--Video
-2-8：碰撞波形与乘员的约束系统设计匹配（上）
--Video
-2-9：碰撞波形与乘员约束系统设计匹配（下）
--Video
-3-1：冲击载荷下人体的受伤机理
--Video
-3-2：冲击载荷下人体的力学响应
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-3-3：人体的损伤容限
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-3-4：人体冲击力学的试验方法
--Video
-3-5：冲击载荷下人体胸部的力学响应
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-3-6：人体胸部碰撞损伤容限
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-3-7：冲击载荷下人体头部的力学响应与碰撞损伤容限
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-3-8：人体其他部位碰撞损伤研究
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-作业1
-4-1：碰撞假人演变和开发历史
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-4-2：混III 50百分位假人的结构
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-4-3：其他碰撞假人
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-4-4：假人的生物逼真度控制和改进
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-4-5： 碰撞假人主要结构介绍
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-4-6：典型整车碰撞试验过程介绍
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-4-7：典型滑车碰撞试验
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-补充1 正面100%重叠刚性壁障碰撞试验
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-补充2 正面40%重叠可变形壁障碰撞试验
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-补充3 可变形移动壁障侧面碰撞试验
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-5-1：安全带与气囊的功能
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-5-2：安全带结构
--Video
-5-3：气囊的结构与工作原理
--Video
-5-4：气囊的潜在危险性
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-5-5：气囊对离位乘员的危险性
--Video
-5-6：碰撞感知的概念与难点
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-5-7：点爆策略的制定过程
--Video
-5-8：周青教授解读汽车乘员约束系统工作原理
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-6-1：汽车座椅的结构
--Video
-6-2：颈部挥鞭伤及影响因素
--Video
-6-3：座椅的功能和碰撞安全性设计
--Video
-6-4：防挥鞭伤的原理和保护装置
--Video
-6-5：座椅刚性和柔性的争议
--Video
-6-6：基于座椅滑动的尾撞乘员保护
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-6-7：座椅主要结构及功能介绍
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-6-8：基于座椅滑动的尾撞乘员保护(会议报告版)
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-作业2
-7-1：儿童乘员碰撞保护问题
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-7-2：儿童身体生物力学特性及伤害研究
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-7-3：获取儿童损伤生物力学特性数据及儿童假人设计
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-7-4：儿童乘员约束系统
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-7-5： 儿童乘员约束系统碰撞性能评价
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-7-6：儿童座椅台车试验过程介绍
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-7-7：儿童约束系统使用正确与否的对比
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-8-1：碰撞法规试验的单一性与交通事故的多样性
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-8-2：自适应乘员约束系统优化仿真平台
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-8-3：可调式乘员约束系统构型优化结果56kph工况
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-8-4：可调式乘员约束系统构型优化结果40kph工况
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-9-1：侧面碰撞保护设计评价方法
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-9-2：侧面碰撞过程分析
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-9-3：髋部缓冲衬垫设计考量举例
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-9-4 ：侧面碰撞缓冲衬垫设计
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-9-补充1：车与车侧面碰撞试验
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-9-补充2：C-NCAP可变形移动壁障侧面碰撞试验
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-9-补充3：侧面柱碰撞试验
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-9-补充4：可变形移动壁障侧面碰撞试验
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-10-1：乘员头部碰撞问题的背景
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-10-2：力学建模及其依据
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-10-3：研究结果如何指导乘员头部碰撞保护设计
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-10-4：乘员头碰撞小结
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-作业3
-11-1： 行人碰撞事故特点及伤害
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-11-2：行人下肢碰撞损伤机理研究
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-11-3：行人安全评价方法、法规及实验模块
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-11-4： 基于行人模块试验评价方法利弊
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-11-5：车辆前端结构的行人碰撞保护设计
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-11-补充1 行人碰撞保护中成人及儿童头模块碰撞试验
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-11-补充2 行人碰撞保护中下肢模块碰撞试验
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-12-1：薄壁管件轴向压溃设计和分析
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-12-2：塑性铰的概念
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-12-3：薄壁方管轴向压溃变形模式和机理及其力学模型
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-13-1：结构和材料碰撞响应之复杂性
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-13-2：冲击载荷下材料的表征与测试-材料特性的复杂性
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-13-3：冲击载荷下材料的表征与测试-应用环境的复杂性
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-13-4：冲击载荷下材料的表征与测试-试验设计与优化
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-13-5：碰撞载荷下材料和结构的建模与仿真
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-作业4
-14-1：影响两车相撞安全性的因素
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-14-2：具体说明重量、刚度、几何尺寸等如何影响两车相撞安全性
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-14-3： 不同重量级别汽车的安全性设计
--Video
-14-4：事故统计及车重的发展
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-14-5：轻量化技术对汽车安全利大于弊
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-15-1：电动车事故
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-15-2： 电动车电池排布及电池的细观结构
--Video
-15-3： 电池的起火条件及设计准则
--Video
-15-4： 电池碰撞安全性研究
--Video
-15-5：小型轻量化电动车的碰撞安全性研究
--Video
