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 > 4-4：假人的生物逼真度控制和改进 > Video
好 我们在这个结束
假人的介绍之前
再强调一下最重要的这件事
就是假人的
生物逼真度的控制和改进
是一个长久的
可以做几十年的事情
是因为我们的数据积累太慢
因为这个装置太复杂
所以它是个永恒的话题
直到今天我们认为
比较满意的混III 50百分位假人
还有很多缺陷
还有很多缺点和不足
这是为什么我刚才给大家介绍
THOR假人经历了二十年
有可能会成为法规的一部分
或者法规 这个我还不知道
我们有的实验室
已经购置了THOR假人
就跟World SID似的非常贵
因为它的传感器非常多
那我们看一下假人的开发
或者设计的时候
这么几点我刚才强调
首先最重要的是它的尺寸
和质量分布必须正确
这一点不难做到
因为整个的假人
它是一个多刚体系统
如果我们不看
每一个部件的变形的话
至少我的腰椎 我的颈部
我的髋部等等
这些主要的人体的关节之间
我要给它赋予
合适的转动的刚度
再加上质量分布是对的
这样的话在碰撞下
它的基本响应能够正确
我管它叫做
第一个层次的生物力学逼真度
那第二个层次就是各个部位
比如说胸部 颈部等等
各个部位 包括腹部的压缩
它的力和位移的响应
能不能跟真人一样
这部分更难一点
那我们在过去几十年的开发中
主要是在做的是胸部
和最近几年改了改颈部
那我就稍微提两个我知道的
混III 50百分位假人的问题
一个是颈部的刚度太大
就是说如果在碰撞实验室工作
你去试一试
这个假人的颈部的刚度
你就发现比你的
我们真人的颈部刚度要大很多
这是有它的开发方面的
和数据获取的原因在里边
那我给大家看的
有限元仿真的视频
就让大家看到说
在碰撞的时候
这个刚度有多重要
因为刚度会决定头部的加速度
和头部的位移
我们发现刚度差的很远
那刚才我给大家介绍的THOR假人
在颈部的刚度上
有了比较大的改进
另外一个改进
是我们实验室做的
这是一个胸部结构的俯视图
从上往下看
也就是说从头部
往髋部这个方向看
这个是就是说假人的胸部
混III 50百分位假人
它很难呈现局部的变形
也就是说我们胸部的
损伤变形
除了像气囊跟胸部接触
发生这种整体的压缩
冲击加速度
这种我们管它叫
比较整体性的变形之外
还有座椅安全带
会嵌入到人的身体里
我们在交通事故里边的
去看事故的统计
和事故的回见的伤害的
我们都能发现
确确实实人的肋骨一断的话
它会有很大的局部的变形
那这是在安全带的作用下
但是由于刚才
我给大家演示的这个
假人的胸部结构是
几组钢结构
加上这个Damping Material
就是黏性的阻尼材料
所以它 如果你想象
如果一个安全带去加载的话
它会把整体推进去
它不会局部陷进去
因为它整个是一个钢圈
那我们看到这个问题
我们就做了两个改进
一个是我们把肋骨结构
把它变成一个离散的结构
那大家看看这个
如果我有安全带加上去
至少这个地方
就能够发生一个
相对局部化的变形
所以我把它离散化了
第二个我们
我们这部研究
已经有论文发表
有兴趣的
大家可以去找我们的论文
第二部分就是说
大家看到我有侧面碰撞假人
有正面碰撞假人
那大家想想为什么正面碰撞
和侧面碰撞
要用不同的假人呢
是因为它假人比较复杂
那我们设计的假人胸部结构
就让如果你给我正面碰撞
我的响应可以满足
跟混III五十百分位一样的响应
如果是侧面碰撞
我可以跟侧面碰撞的响应一样
但是还有斜碰撞
斜碰撞所有的法规
都不去处理这件事
所以我们假人的胸部结构
在斜碰撞的情况下
也能够满足损伤
或者说响应的要求
斜碰撞是没有法规的
那我们去看尸体试验
有尸体试验
我们去跟尸体试验的数据来比对
所以这就是我们解决了两个问题
一个是胸部结构的
座椅安全带作用下的局部变形
第二个是它能够把全方位的
全角度的碰撞
都能够体现出来
所以我们可以看到
假人的开发的历史很长
也非常难
所谓的碰撞假人
英文叫Dummy
肯定不等于真人
我们知道真人
如果碰撞的时候是怎么损伤
你的心脏大血管拉断
肋骨断掉
或者是脑组织损伤
那这些损伤呢
我肯定在假人里很难体现
我假人里体现的是什么呢
我假人里边是铝合金材料
钢的肋骨 黏性阻尼材料
橡胶材料等等
那实际上是这些
我们常见的结构材料
它发生的变形 响应等等
它也不会断裂 对吧
我们要求假人要能重复使用
所以我们能看到
假人和真人差别非常大
另外一个就是说
一个假人开发历史太长
它需要的资源太多
投入太大
所以它往往开发一个假人
要几十年的时间
等到你成为法规
变成法规的时候
可能又有更多的数据积累出来
那更多的数据积累出来
你不可能说我有新数据了
马上就在法规里改
因为大家这么多研究要
可能会有不同意见还要争论
又是几十年的时间
那我们看现在假人
能代表真人吗
能不能代表不同年龄
显然不能代表
不同的性别就算可以
不同的尺寸来代表
很难代表不同的体型
就是说同样是五十百分位
那一定是那个身高
和那个体重吗
如果我都是一米七五的身高
那它那个体重能差很多呢对吧
所以这是还远远没有达到
这个能够代表真人的程度
那假人的开发和设计要求
我已经给大家列出很多文献
这是最后一个文献
我希望大家有时间能够看
这本书我们也指定为
这个课的参考书目
-1-1：汽车安全问题的背景
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-1-2：车辆碰撞过程
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-1-3：汽车安全的定义
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-1-4：乘用车组件及车身结构碰撞区域
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-1-5：汽车碰撞的类型和碰撞设计要求
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-1-6：汽车碰撞安全设计与分析过程
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-2-1：汽车碰撞波形的定义
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-2-2：发动机对碰撞波形的影响
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-2-3：车辆运动学分析
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-2-4：乘员运动学分析
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-2-5：乘员动力学(1)
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-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
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-2-8：碰撞波形与乘员的约束系统设计匹配（上）
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-2-9：碰撞波形与乘员约束系统设计匹配（下）
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-3-1：冲击载荷下人体的受伤机理
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-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
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-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
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-5-3：气囊的结构与工作原理
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-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
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-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
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-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
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-6-2：颈部挥鞭伤及影响因素
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-6-3：座椅的功能和碰撞安全性设计
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-6-4：防挥鞭伤的原理和保护装置
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-6-5：座椅刚性和柔性的争议
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-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
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-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
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-15-3： 电池的起火条件及设计准则
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-15-4： 电池碰撞安全性研究
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-15-5：小型轻量化电动车的碰撞安全性研究
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