当前课程知识点：汽车碰撞安全基础 > 第7讲：儿童乘员碰撞保护 > 7-3：获取儿童损伤生物力学特性数据及儿童假人设计 > Video
我们下面来看一下
我们怎么来研究这个问题
就是说
我刚才说的
我们很缺少儿童的组织的伤害的参数
但是也得去做这方面研究
你要开发儿童假人
你得有数据
就是在现代的情况下
我们是怎么做
这个跟我们之前介绍的
成人的伤害是有很大的相通的地方
有些我在把它重复一下
第一部分是志愿者的实验
志愿者的实验在儿童
在成人中我们会用很多
相对成人来讲
儿童志愿者的实验
你想想看
6岁 3岁的儿童几乎没有志愿者的实验
我知道一个研究方法
我觉得很有意思
他在游戏场里去
让这个小孩子去玩这个碰碰车
这个不会造成任何伤害
他放一些传感器上面
来记录这个碰碰车的碰撞强度
甚至在小孩子身上也可以绑一些传感器
来计算
那这样的话
这也叫志愿者实验
这个可以获得一些
很低强度的人体的生物力学的特征
低强度的也是有用的
第二部分是尸体实验
尸体实验在成人已经
也是比较缺乏的
在儿童这个层面上就更缺乏了
因为涉及很多道德和法律的约束
就是说尸体实验的数据
有但是非常非常稀少
这个数据也非常有限
有些国家的法律完全禁止这个
儿童的尸体实验
有些说我这法律原因
尸体实验必须得是有本人捐赠
说如果我死了以后
我把我的尸体捐出来做医学实验
但是你如果是个6岁 3岁或者9岁的儿童
他即使想捐赠
似乎从法律上
也解释不清楚他有没有这个权利捐赠
所以这个事父母能不能代表他捐赠
这个各国的法律要求都不一样
动物实验
动物实验跟成人的实验一样
就是说我人体实验不能做
我做动物实验
动物实验的参照性就比较有限
在儿童的里面
一般是两点
我想强调一下
一点是跟成人一样
你去找动物实验
它的那个器官结构跟人有类似的地方
你不能说我就拿猴子或者猪或者老鼠
去做
做出来的实验跟人代表
你是去选取不同的动物
然后对那个动物某些部位去做实验
因为那个动物的这个结构
比如说举例来讲
猪它的胸部结构比较跟人体比较接近
但其他结构可能不接近
但是你看羊的话
它的这个颈部结构可能跟人体比较接近
所以这是整个做动物实验
来获取生物力学数据的一个办法
那第二点
跟儿童相关的
我用红字来标出的
来获取不同年龄之间的相对数据
也就是说
比如说哪怕拿小动物
我有老鼠
我不知道应该是几岁合适
比如说三个月的代表多大的儿童
它在动物学上有研究
然后12个月的代表几岁的儿童
动物学已经有一套方法了
这样的话我通过做不同年龄的
老鼠的
比如说骨骼的实验
来看它的比例关系
来获得说3到5岁的儿童
跟25岁的成人
它之间是一个什么比例关系
这是动物实验
那交通事故伤害的重构
通过这么一个手段来
我下一页来介绍
缩放方法只是提一下
在成人的伤害研究里面
我们也有用这方法
就是我很多实验是基于一组
把它归一化到这个体重
这个身材上的
但是我在开发假人的时候
还要开发别的身材下的假人
但是缺乏数据怎么办
我就把这一组数据
通过一定的量纲分析
来得出另外一个身材下或者体重下的数据
这里面它有一定的道理
但是他也有一定的欠缺
同样的方法我也可以用于儿童的
甚至用的更过分一点
就是说我把成人的生物力学数据
直接去把它缩放到儿童6岁或者10岁的
儿童的身体特性上来
反正有总比没有强
这个是获得数据
想多介绍一点
就是基于这个事故
交通事故
这个主要是因为我们现在计算仿真
比20年前更加发达
手段更加好
第二点就说
我现在对于一个事故的情形的记录
比5年前甚至都更为详尽
那这部分介绍
实际上对成人和儿童是一样的
我因为在成人那部分
我好像没有介绍过
这边多介绍一点
首先发生了一个交通事故
如果能够把这个事故的形态
和所有的信息
怎么撞的车
什么速度撞上来了
有多少结构破坏有多少人体伤害
伤害在什么部位
是致死了致伤了重伤了
哪骨折了哪个血管拉断了等等
所有的这些信息
我都能够详细的把它记录出来
交通事故有可能通过车载摄像头
街上的各种摄像头
还有事故后勘察现场
去把它回构出来
人体的伤害可以
后来你总要去医院
如果人死了他有解剖等等
通过这些把他记录下来
有了这些信息这是我的一个出发点
然后我不是可以
现在又有有限元仿真计算
我有整车模型
我有假人的模型
我甚至有人体的模型
这些计算模型
我已经有了
然后看看对这个事故
最合适的模型
我把他的这个事故发生的形态
仿真出来
仿真的不一定对
但是尽可能的靠近
所以我这叫做基于仿真来重构这个事故的载荷
和人体的伤害
会有个差别
然后我在我的人体模型里面
一定会有一系列我关注的伤害参数
碰撞了这个损伤准则
机理损伤容限
比如这个骨头到了多少应力
就断掉了
这个筋腱到了百分之多少的应变就断掉了
这些在我的计算模型里
都可以有一个初始的输入
基于以前的研究
虽然不是很准确
有这些初始数据
我来去仿真刚刚发生的这个事故
这个事故有很多信息
然后进行比对
肯定是比不上的
但是可能差不多
30%的误差
80%的误差
然后你去返回去
调整这模型里的参数
比如说骨头的应力应变关系
断裂应变这个阈值等等
你去调整
来改进人体模型
有限元模型甚至汽车模型
来改进
所以形成这么一个反馈
一个事故可能不够
我这个有很多很多事故
我这么长期的积累
这样的话我就可以对成人和儿童的
伤害的机理
伤害的参数
和这些损伤的阈值
通过事故回构和仿真计算
来把它研究
这个跟20年前年就很不一样
20年前的话我就没有这个手段
20年前我只能去做尸体实验
只能
如果发生事故
我就只能看到他的伤害情况
我不一定有计算仿真的办法
去回建他的情况
所以这个
我们期待在以后
会给我们更多的信息
特别是在过去5年里面
尤其是在中国
发生一个交通事故
很可能很多信息都能记录下来
这个在国外不太多
现在车载记录仪非常普遍
我们在大城市里
一个交叉路口
有很多很多摄像头
这个事故发生的接触速度
接触角度
甚至发生那个碰撞车的车型
和它的有限元模型
我都能容易的把它获取
所以这样的话
我们积累5年到10年
会把这个人体的碰撞损伤
包括儿童在内
会构建出很多有用的数据来
-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
--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
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