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全球NCAP行人保护测评的对比研究及展望

汽车工程 2021年第5期43卷 730-738页

作者：李海岩杨振贺丽娟吕文乐崔世海阮世捷天津科技大学现代汽车安全技术国际联合研究中心天津300222

新车评估规程作为第三方评价机制倍受汽车企业和广大消费者重视,在促进汽车安全性技术研发方面发挥了重要作用。近年来,全球NCAP在行人保护方面不断改进,最新颁布的C⁃NCAP(2021版)对行人保护提出了更高的要求。本文中对中国、欧洲、澳... 详细信息

新车评估规程作为第三方评价机制倍受汽车企业和广大消费者重视,在促进汽车安全性技术研发方面发挥了重要作用。近年来,全球NCAP在行人保护方面不断改进,最新颁布的C⁃NCAP(2021版)对行人保护提出了更高的要求。本文中对中国、欧洲、澳大利亚、韩国、日本和拉丁美洲最新版NCAP中行人保护测试方式和评分标准进行综述对比分析,并对行人碰撞保护评价方法做出展望,旨在为汽车企业研发和评价测试人员提供一个全面综合的参考,为我国汽车行人碰撞安全标准的制定提供依据。

关键词：全球NCAP 行人保护测评方法对比研究

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乘员与安全气囊初始距离对轻度脑损伤的影响

汽车工程 2020年第7期42卷 882-886,893页

作者：李海岩李鑫杰崔世海贺丽娟阮世捷吕文乐天津科技大学现代汽车安全技术国际联合研究中心天津300222

基于已构建且经验证的成人第50百分位头部有限元模型,在LS-DYNA软件中模拟头部与安全气囊不同初始距离的碰撞过程,探究汽车碰撞中安全气囊与头部不同初始距离对乘员轻度脑损伤的影响。仿真中测得颅脑响应参数如HIC15值、脑灰质处压力、... 详细信息

基于已构建且经验证的成人第50百分位头部有限元模型,在LS-DYNA软件中模拟头部与安全气囊不同初始距离的碰撞过程,探究汽车碰撞中安全气囊与头部不同初始距离对乘员轻度脑损伤的影响。仿真中测得颅脑响应参数如HIC15值、脑灰质处压力、脑组织von Mises应力、脑剪切应力等。对结果的分析表明:当乘员头部与安全气囊的距离大于等于290 mm时,引发轻度创伤性脑损伤的概率均低于50%;随着头部与安全气囊的距离减小,颅脑响应参数值会增大,造成颅脑损伤的概率增大。因此汽车碰撞过程中,尽管乘员合理使用安全带,但当乘员头部与安全气囊距离过近时也会引发轻度创伤性脑损伤,建议两者距离应大于290 mm。

关键词：初始距离安全气囊轻度创伤性脑损伤 50百分位头部有限元模型

基于Euro NCAP典型工况的儿童行人下肢损伤评估方法研究

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汽车工程 2022年第6期44卷 893-899,918页

作者：李海岩李琨黄永强贺丽娟崔世海吕文乐阮世捷天津科技大学现代汽车安全技术国际联合研究中心天津300222

本文中采用Euro NCAP行人模型认证(TB024)中给出的FCR、MPV、RDS、SUV 4种典型汽车前端结构有限元模型,以及具有详细解剖学结构特征的6岁儿童行人有限元模型来模拟汽车-行人碰撞事故,分析典型工况下汽车前端结构参数对儿童行人下肢损伤... 详细信息

本文中采用Euro NCAP行人模型认证(TB024)中给出的FCR、MPV、RDS、SUV 4种典型汽车前端结构有限元模型,以及具有详细解剖学结构特征的6岁儿童行人有限元模型来模拟汽车-行人碰撞事故,分析典型工况下汽车前端结构参数对儿童行人下肢损伤的影响。结果表明,RDS车型由于机盖前沿离地间距较小,儿童行人撞击侧股骨大转子位置出现骨折现象;MPV和SUV车型由于扰流板离地间隙较大,对下肢胫骨、腓骨和膝关节韧带的损伤更为严重。最后,基于仿真结果提出了6岁儿童下肢长骨损伤的截面弯矩评价参数,为儿童腿型冲击器研发和数字测评提供参考。

关键词：车辆儿童行人保护汽车-行人碰撞下肢损伤

正面100%重叠刚性壁障碰撞试验仿真中三岁儿童乘员的损伤评价

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汽车工程 2022年第3期44卷 403-411页

作者：阮世捷苏航杰李海岩崔世海贺丽娟吕文乐天津科技大学现代汽车安全技术国际联合研究中心天津300222

本文中应用已验证的具有详细解剖学结构的国人三岁儿童乘员生物力学模型,根据C-NCAP(2021版)要求,建立正面100%重叠刚性壁障碰撞试验模型进行仿真,以对比三岁儿童乘员在不同约束系统中头部、胸部的运动学和生物力学响应,对汽车碰撞中三... 详细信息

本文中应用已验证的具有详细解剖学结构的国人三岁儿童乘员生物力学模型,根据C-NCAP(2021版)要求,建立正面100%重叠刚性壁障碰撞试验模型进行仿真,以对比三岁儿童乘员在不同约束系统中头部、胸部的运动学和生物力学响应,对汽车碰撞中三岁儿童乘员保护进行分析评估。结果表明:使用安全带能大概率降低儿童乘员在汽车碰撞中遭受损伤的风险,五点式安全带对三岁儿童乘员的保护性能优于三点式安全带。应用具有高生物仿真度的儿童乘员生物力学模型,能应用生物力学评价参数对儿童乘员损伤机理进行深度分析,进而对儿童保护装置和试验车型进行全方位多层次的评估。

关键词： 100%重叠刚性壁障碰撞试验儿童乘员有限元仿真儿童约束系统损伤评价

轿车与6岁儿童行人不同方位碰撞中下肢损伤分析

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汽车工程 2021年第2期43卷 262-268页

作者：李海岩李琨黄永强贺丽娟崔世海吕文乐阮世捷天津科技大学现代汽车安全技术国际联合研究中心天津300222

Euro NCAP发布的行人模型认证技术公告TB024的最新版本对6岁儿童行人模型认证提出了单独要求,旨在加强对儿童行人的保护。本研究应用符合Euro NCAP技术公告(TB024)规定并且具有详细解剖学结构的6岁儿童行人有限元模型,设置了4组不同方... 详细信息

Euro NCAP发布的行人模型认证技术公告TB024的最新版本对6岁儿童行人模型认证提出了单独要求,旨在加强对儿童行人的保护。本研究应用符合Euro NCAP技术公告(TB024)规定并且具有详细解剖学结构的6岁儿童行人有限元模型,设置了4组不同方位行人-汽车碰撞仿真试验,以探究不同碰撞方位下的儿童下肢损伤机理。结果表明,在4种不同角度的碰撞条件下,仅270°背面碰撞时儿童股骨未发生骨折;0°碰撞时儿童下肢膝关节韧带损伤最为严重;180°左侧碰撞下,对撞侧膝关节半月板最容易发生损伤,而撞击侧股骨远端生长板存在较大的受伤风险;270°背面碰撞中儿童的胫骨和腓骨最容易发生损伤。本研究为儿童行人保护和儿童下肢损伤的治疗提供了理论依据,为汽车安全防护装置的研发提供数据支持。

关键词：有限元模型儿童行人下肢损伤

正面100%碰撞试验中后排小身材女性乘员损伤分析

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汽车安全与节能学报 2023年第4期14卷 421-430页

作者：李海岩胡静贺丽娟吕文乐崔世海阮世捷天津科技大学现代汽车安全技术国际联合研究中心天津300222

研究后排小身材女性乘员在正面100%碰撞试验中的损伤风险,为提升汽车约束系统的防护性能提供参考数据。应用已验证的符合中国人体特征的第五百分位女性乘员损伤仿生模型(TUST IBMs F05-O)搭载某款经验证的汽车有限元模型,依据C-NCAP(202... 详细信息

研究后排小身材女性乘员在正面100%碰撞试验中的损伤风险,为提升汽车约束系统的防护性能提供参考数据。应用已验证的符合中国人体特征的第五百分位女性乘员损伤仿生模型(TUST IBMs F05-O)搭载某款经验证的汽车有限元模型,依据C-NCAP(2021年版)正面100%重叠刚性壁障碰撞试验要求,着重对乘坐于后排的小身材女性乘员进行头部、颈部、胸腹部及腰椎损伤分析。结果表明:TUST IBMs F05-O模型脊柱的高生物逼真度能充分表现头颈部围绕安全带的侧向屈曲运动;头部与前排座椅碰撞造成头颈部严重损伤,胸部黏性准则(VC)值为0.34,且压缩量较高,肺部受挤压而造成损伤,腰椎损伤指标(LSI)及腰椎损伤评定参数(Lfx)未超出相应的损伤阈值。应用具有高生物逼真度的第五百分位中国女性乘员损伤仿生模型进行汽车碰撞仿真试验,对智能座舱和零重力座椅开发、汽车主被动安全一体研究及未来数字测评方法等针对中国小身材女性乘员的安全防护研究具有重要的应用价值。

关键词：正面100%重叠刚性壁障碰撞试验五百分位女性乘员损伤仿生模型损伤评价

6岁儿童行人-汽车碰撞中碰撞角度对头部损伤的影响

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医用生物力学 2021年第3期36卷 353-358页

作者：李海岩李琨黄永强贺丽娟崔世海吕文乐阮世捷天津科技大学现代汽车安全技术国际联合研究中心天津300222

目的应用符合欧洲新车安全评鉴协会(the European New Car Assessment Programme,Euro NCAP)要求的6岁儿童行人有限元模型,探究不同碰撞角度对儿童头部损伤的影响。方法应用符合Euro NCAP技术公告(TB024)并且具有详细解剖学结构的6岁儿... 详细信息

目的应用符合欧洲新车安全评鉴协会(the European New Car Assessment Programme,Euro NCAP)要求的6岁儿童行人有限元模型,探究不同碰撞角度对儿童头部损伤的影响。方法应用符合Euro NCAP技术公告(TB024)并且具有详细解剖学结构的6岁儿童行人有限元模型,设置4组行人-汽车碰撞仿真试验,探究不同碰撞角度下儿童头部损伤情况。人体头部质心初始位置在车的纵向中心线上,轿车初速度为40 km/h,轿车分别与人体右侧、前侧、左侧、后侧碰撞(即0°、90°、180°、270°)。比较不同碰撞角度下运动学差异和头部碰撞响应,同时分析面骨和颅骨的损伤情况。结果通过分析儿童行人头部接触力、头部质心合加速度、头部质心相对于车的合速度、头部损伤标准(head injury criterion,HIC15)、面骨骨折情况以及颅骨应力分布发现,背面、正面碰撞下儿童头部骨折及发生脑组织损伤的风险大于侧面碰撞,其中背面碰撞下儿童行人头部损伤风险最高,侧面碰撞下儿童行人头部损伤风险最低。结论背面碰撞下儿童行人头部损伤风险最大,研究结果对行人-汽车碰撞评估和防护装置研发具有重要的应用价值。

关键词：儿童行人有限元模型人车碰撞头部损伤

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颅骨厚度对颅内生物力学响应的影响

医用生物力学 2021年第4期36卷 560-567页

作者：阮世捷李超崔世海李海岩贺丽娟吕文乐天津科技大学现代汽车安全技术国际联合研究中心天津300222

目的通过有限元方法研究颅骨厚度对颅内力学参数的影响。方法选取第5百分位女性头部进行CT扫描,构建生物仿真度较高的头部有限元模型,通过重构尸体试验验证所建模型。建立不同颅骨厚度的头部有限元模型,进行多组试验,对比颅内各项力学... 详细信息

目的通过有限元方法研究颅骨厚度对颅内力学参数的影响。方法选取第5百分位女性头部进行CT扫描,构建生物仿真度较高的头部有限元模型,通过重构尸体试验验证所建模型。建立不同颅骨厚度的头部有限元模型,进行多组试验,对比颅内各项力学参数。结果相同头部尺寸下,随着颅骨厚度减小,颅内压负值受到影响较大,呈现下降趋势;颅内压正值受到影响较小,但是呈现上升趋势。脑组织剪切力、von Mises应力会相对增大,且增长幅度较大。结论相同头部尺寸下,颅骨厚度在一定程度上会影响头部损伤,颅骨厚度小的人相较颅骨厚度大的人更容易受伤。

关键词：颅骨厚度颅内压脑组织剪切力头部损伤

约束系统误用对6岁儿童乘员头颈部损伤的影响

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医用生物力学 2020年第2期35卷 143-149,162页

作者：李海岩李健贺丽娟崔世海阮世捷天津科技大学现代汽车安全技术国际联合研究中心天津300222

目的探讨汽车在正面碰撞过程中,约束系统误用对乘坐于后排的6岁儿童乘员头颈部损伤的影响。方法基于已验证的6岁儿童有限元模型,根据ECE R44法规进行加载,在Pam-Crash软件中模拟正确以及错误使用约束系统下的汽车正面碰撞。结果仅使用... 详细信息

目的探讨汽车在正面碰撞过程中,约束系统误用对乘坐于后排的6岁儿童乘员头颈部损伤的影响。方法基于已验证的6岁儿童有限元模型,根据ECE R44法规进行加载,在Pam-Crash软件中模拟正确以及错误使用约束系统下的汽车正面碰撞。结果仅使用增高垫时,儿童颈部作用力、力矩最小,但最大颅内压力、最大应力、脑组织最大主应变远大于其损伤阈值,会导致儿童头部产生致命的脑损伤;仅使用成人三点式安全带时,儿童颈部作用力、力矩最大,会对儿童颈部造成严重损伤。结论两种错误使用约束系统的方法加重了6岁儿童头部和颈部的损伤,只有正确使用约束系统,才能对6岁儿童头颈部起到最好的保护效果。

关键词：约束系统误用有限元模型正面碰撞头颈部损伤