碰撞试验中假人颈部伤害的分析方法的研究与应用-商恩义

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1、正面碰撞试验中假人颈部伤害分析方法的研究与应用1商恩义1.上海东方久乐汽车安全气囊有限公司，上海，201201,shangenyi@163.com摘要：通过对碰撞试验中的假人运动情况进行分析，指出碰撞中颈部的伤害是由头和胸的相对运动产生的约束作用造成的，进而提出了颈部伤害的分析方法一一约束伤害分析法。同时，就该方法在实际工作中的应用进行了探讨。关键字：碰撞试验，颈部，相对运动，约束伤害，应用ResearchandApplicationoftheAnalysisMethodoftheDummy，sNeckHarmintheFrontalIm

2、pactingTestingSHANGEnyi1.ShanghaiEastlongMotorAirbagCo.,LTD,Shanghai,201201,shangenyi@163.comAbstract:Throughtheanalysisofdummymovementinimpactingtest,pointsouttheneckharmbringedintheimpactingtestingisbecauseoftherestrictionfunctionbetweentheheadandthoraxcoinedintobeingby

3、movementofrelativity,putforwardtheanalysismethodoftheneckharm-theanalysismethodofrestrictionharm.atthesametime,applicationofthemethodintheworkisdiscussed・Keywords:impactingtesting,neck,movementofrclativcty,rcstrictionharm,application1.引言当前，对汽车安全性的要求越來越高，对碰撞试验中假人颈部的伤害也越來越关

4、注，如在星级评价中，对颈部的剪切力化、张力Fz、仲张弯矩My,分别通过高性能指标和低性能指标给出了明确的评分要求。因此说，对于从事汽车安全研究的工作人员，如安全气囊研发人员，掌握碰撞试验中的假人上肢的运动过程、颈部的受力情况，能够对试验后的颈部试验数据进行有效处理、分析,能够针对试验后的假人颈部的性能指标进行改进设计，降低颈部伤害，使研发结果对乘员颈部和头部有最佳的保护效果是十分必要的。2.碰撞试验中假人颈部伤害的分析在正面碰撞过程屮，假人所受到的主要的力通常只有安全带的拉力和头部撞击到方向盘、仪表板或安全气囊产生的冲击。从X方向进行分析

5、，忽略头和胸X方向上的角度差引起的干扰，当胸部受到安全带的拉力起主导吋，胸部相对头部减速运动，头部通过颈部会给胸部一个向前的约束；当头部受到外力但胸部受力仍起主导作用时，胸部相对头部的减速运动减弱，头部通过颈部给胸部的向前的约束也将减弱；当头部受力起主导作用时，胸部相对头部向前加速运动时，头部通过颈部会给胸部一个向后的约束。从Z方向进行分析，当安全带给假人施加向后的拉力时，由于腹部与胸部有受力差，假人胸部向前运动的同时带动头颈也向下扑，头部通过颈部会给胸部一个向上的约束。当头部受力吋，根据力的作用来自头部质心上方或下方倾向质心方向的不同，

6、头部通过颈部给胸部向上的约朿会得以缓解或加强。对于伸张弯矩My,随着头部运动相对胸部的滞后或超前发生约束改变。依照上述分析，假人颈部的伤害主要是由安全带和安全气囊等外力造成假人的头部与胸部之间产生相对运动，进而使假人的头和颈之I'可产生约束造成的一一约束伤害。因此，在分析假人颈部伤害过程中，可以借助头部和胸部各自所受的合力，从约束伤害角度，对颈部产生的约束人、丘、My等进行分析——约束伤害分析法。分析中，方向按SAEJ211-1中指定的座标系的规定：头相对胸向后运动Fx为正；颈部受拉Fz为正；下巴朝向胸My为正。2.1.假人头部无外力作用

7、下的颈部约束伤害分析为了便于对假人头部基本无外力作用下的颈部约朿伤害进行分析，将一次没有装配安全气囊且在碰撞过程中轻微接触仪表板的副驾驶侧假人的相关数据处理在图1中。图1头部没有外力作用的假人颈部受力、力矩及相关曲线图在碰撞开始后，车体减速，假人相对车体继续运动，随着安全带起作用，胸部进行减速运动，伴随安全带肩带和腰带作用（可能也有大腿作用）的差异，减速平动的过程中表现有转动，则头部与胸部产生相对运动。如图1中左图所示，头部和胸部的相对运动使头部通过钱连接对颈部产生一个向前的约束Fx（负向）、向上的约束巴（正向）以及向后的约束My（负向）

8、。随着安全带拉力的增大，胸部通过颈部传递给头部的约束强度也就越大，但因传递有一个过程及颈部的弹性作用，颈部的反应会略有滞后。当胸部运动到一定程度表现为帶动肩帯近似地绕骨盆y轴的转动吋，肩带的拉