毛英慧（長春汽車工業(yè)高等?？茖W校，吉林 長春 130011）

大客車側面碰撞中安全帶的作用

毛英慧
（長春汽車工業(yè)高等?？茖W校，吉林 長春 130011）

建立某國產(chǎn)大客車與貨車側面碰撞的有限元模型及假人和安全帶的有限元模型，模擬仿真安全帶在大客車發(fā)生側面碰撞時對乘員的保護。分析了發(fā)生側面碰撞時，假人在有安全帶和無安全帶兩種條件下的運動情況，結果表明在大客車側面碰撞中，安全帶可以有效地防止乘員發(fā)生“二次碰撞”，減小乘員傷害。

有限元；客車；側面碰撞；假人；安全帶

10.16638/j.cnki.1671-7988.2015.12.026

CLC NO.: U467.3Document Code: AArticle ID: 1671-7988(2015)12-72-02

引言

為保證整車安全、降低事故對乘員的傷害程度，大量主動安全裝置和被動安全裝置已在轎車上廣泛應用。但隨著國家旅游業(yè)的迅猛發(fā)展，客車碰撞事故比例也不斷增大，使得大客車的碰撞安全問題被廣泛關注。文章以某大客車與貨車側面碰撞為例，分析在側面碰撞中安全帶對乘員的保護作用。

1、側面碰撞仿真模型建立

1.1整車有限元模型

圖1　整車側碰仿真有限元模型

1.2假人有限元模型

由于受軟件條件的限制，且考慮到本文是初步探討客車側面碰撞乘員保護，故使用剛性混合第 50百分位（Rigid Hybrid Ⅲ 50th %）假人有限元模型進行仿真，如圖2所示。

圖2　Rigid Hybrid III50th %假人有限元模型

1.3 安全帶有限元模型

建立的安全帶有限元模型是僅限制乘員腰部的兩點式、2D安全帶，該模型在處理與假人接觸方面比較有優(yōu)勢。安全帶有限元模型如圖3所示，圖4為佩戴安全帶的假人有限元模型。

圖3　安全帶有限元模型

圖4　佩戴安全帶的假人有限元模型

1.4假人位置調(diào)整及安全帶固定

對導入的假人模型H點和坐姿進行調(diào)整，使假人模型調(diào)整至碰撞側座椅上方，為避免初始穿透，使假人模型與座椅座墊和靠背之間留出適量間隙，對假人施加重力加速度后自然坐于座椅上。為更加真實的模擬碰撞情形，假人與安全帶的接觸采用面面自動接觸。最終，假人的坐姿及位置如圖 5所示。

圖5　假人的坐姿及位置示意圖

2、假人運動情況分析

從表1可以看出，在碰撞初期(t=100ms)假人的反應基本一致，身體受到側圍的撞擊力產(chǎn)生側向移動，而頭部由于慣性會進行揮鞭運動。當t=200ms時無安全帶的假人在座椅上滑動，上身基本直立，而有安全帶的假人由于安全帶的作用，臀部無法繼續(xù)移動上身發(fā)生傾斜。隨后，無安全帶的假人繼續(xù)移動，最終從座椅上滑落，身體和頭部可能與座椅發(fā)生撞擊；有安全帶的假人在以后的過程中臀部始終在座椅上，上半身和手臂會進行擺動，但產(chǎn)生“二次撞擊”的可能性較小。

表1　有無安全帶發(fā)生側碰時假人運動情況

3、結語

從有/無安全帶時假人的運動情況可以看出，在側面碰撞中安全帶可以有效地防止“二次碰撞”，減小乘員受到不必要傷害的機會。所以，為盡量減小客車發(fā)生側面碰撞時的損傷程度，乘員應佩戴安全帶。

[1] ECE/R95/01,關于車輛側面碰撞乘員保護認證的統(tǒng)一規(guī)定[S]. 2000.

[2] FMVSS 214,美國FMVSS側碰保護法規(guī)[S].2006.

[3] 毛英慧.營運客車側面碰撞住址研究及安全性評價[D].長安大學, 2011.

The Function of Seat Belt in Bus Side-crash

Mao Yinghui
( Changchun Automobile Industry Institute, Jilin Changchun 130011 )

Establish the finite element model of a bus side crash with a truck and the models of dummy and seat belt. Simulate the influence of seat belt for passengers injury in bus side-crash. And analyze the movements of dummy under the conditions of with seat belt and without seat belt. The results show that, in the bus side-crash, seat belt can prevent the passengers form “secondary collision” effectively and reduce the injury.

Finite element; bus; side-crash; dummy; seat belt

U467.3

A

1671-7988（2015）12-72-02

毛英慧，就職于長春汽車工業(yè)高等?？茖W校。