后排儿童乘员碰撞损伤防护的研究

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1、学校代号：10532学号：T08021001密级：公开湖南大学博士学位论文后排儿童乘员碰撞损伤防护研究学位申请人姓名：吴俊导师姓名及职称：曹立波教授培养单位：机械与汽车工程学院专业名称：车辆工程论文提交日期：2012年11月22日论文答辩日期：2013年1月10日答辩委员会主席：龚金科教授TheResearchontheInjuryPreventionofChildOccupantSeatedontheRearSeatByJunWuB.E.(AnhuiUniversityofScienceandTechnology)2006Adissertationsubmittedi

2、npartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofDoctorofScienceinAutomotiveEngineeringintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorProfessorLiboCaoNovember,2012博士学位论文湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在

3、文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密□，在______年解密后适用本授权书。2、不保密□。（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日I后排儿童乘员碰撞损伤防护研究摘要道路交通事故是造成儿

4、童伤亡的重要因素之一。每年有26万名儿童死于交通事故，1000万名儿童在交通事故中受伤。由于我国实行了计划生育政策，交通事故导致的儿童伤亡给家庭带来了巨大的精神伤害和物质损失，儿童乘车安全问题在我国显得尤为突出。随着汽车安全技术的发展，以及儿童乘车安全问题逐步受到重视，儿童安全已经成为汽车安全研究的重要课题。本文在文献研究的基础上，使用统计学方法、计算机仿真方法和优化方法，分别对后排儿童乘员的损伤流行病学和损伤防护、后排其他乘员（成人和婴幼儿）的损伤防护以及儿童假人生物逼真度改进等进行了研究。1.后排儿童乘员损伤流行病学研究。本研究基于NASS-CDS数据库，使用描述性

5、统计和多元逻辑回归的方法，计算了4至18岁儿童/青少年乘员的约束系统类型和损伤风险，并以儿童年龄作为安全带保护效果变更的判定因子，评定了适合佩带成人安全带的年龄。结果显示，对于大于3岁的后排儿童乘员，成人安全带是最主要的约束形式。在4至18岁的儿童/青少年中，8至12岁的儿童的损伤风险最高。对于4至15岁的儿童/青少年，头部为最常见的损伤部位。小个儿童（4至7岁）很少发生面部损伤，但是8至18岁儿童/青少年的面部损伤风险很高。16至18岁青少年的胸部损伤风险最高（0.54%），但是其脊柱的损伤风险最低（0.03%）。对于8至18岁的儿童/青少年，腹部损伤风险随着儿童年龄

6、的增长而降低。对于4至8岁的儿童，使用成人安全带会增加在正碰中的损伤几率（OR=2.51；95%CI:1.55-4.04）；对于9至18岁的儿童/青少年，使用成人安全带会降低在正碰中的损伤几率（OR=0.93；95%CI:0.81-1.07）。该研究为后续后排儿童乘员损伤防护研究的开展提供了现实依据。2.参数化儿童假人模型的建立和验证。本研究基于MADYMO软件提供的HybridIII6岁儿童假人模型，引入了更真实的髋部和腹部几何、优化的铰链特性和接触特性，建立了可代表6至12岁儿童的参数化假人模型。该模型经过严格的试验验证，通过多目标优化方法与12种不同工况的台车试验

7、进行了对标，如采用了不同座垫长度的后排座椅、不同的安全带固定点位置以及两种身体尺寸的儿童假人。使用统计评估的方法客观的评价了模型的有效性。结果显示，模型预测的假人头部、胸部、髋部加速度以及安全带力都与试验结果较好的吻合。该参数化假人模型可自动生成6至12岁之间任意年龄的儿童假人模型，为研究汽车乘坐环境对大龄儿童乘车安全性的影响，及其约束系统设计标准的建立，提供了有效的工具。II博士学位论文3.后排儿童乘员约束系统参数分析和优化。本研究基于前文建立的参数化儿童假人模型，分析了身体尺寸、后排座椅参数和安全带参数对6至12岁儿童乘员损伤的影响，