侯福震，欒 鵬，李月明，韓 剛

(浙江吉利汽車研究院有限公司 浙江省汽車安全技術研究重點實驗室，浙江 杭州 311228)

某車型正面角度碰撞中未佩戴安全帶情況下的假人傷害試驗研究

侯福震，欒 鵬，李月明，韓 剛

(浙江吉利汽車研究院有限公司 浙江省汽車安全技術研究重點實驗室，浙江 杭州 311228)

對某款乘用車進行了FMVSS 208正面角度碰撞不佩戴安全帶試驗，通過對前排乘員試驗結果進行比較分析，指出該種碰撞形態(tài)下的各性能指標值特點，頸部、小腿受到的傷害較小，頭部、胸部以及膝部會受到較大的傷害。所以，在現(xiàn)實事故中，若是乘用車以一定角度撞向建筑物或車輛，頭部、胸部及膝部應是救治或檢查過程中的重點關注部位。

FMVSS 208；正面角度碰撞；安全帶；假人傷害

1 前 言

自2000年以來，隨著主被動安全技術的發(fā)展以及交通法規(guī)的完善普及，中國年交通事故已由2000年的60萬起降至2013年的20萬起，傷亡人數(shù)亦由2000年的50萬人下降至2013年的27萬人，效果較為顯著[1]。但從圖1可以看出，自2010年以來，無論交通事故，還是傷亡人數(shù)，下降趨勢緩慢。那么，在繼續(xù)推動主被動安全技術發(fā)展的同時，將各種交通事故中人員受傷害部位、受傷嚴重程度進行統(tǒng)計、分析，對醫(yī)護人員的救治工作提供數(shù)據(jù)支持，使受傷害人員得到更準確、快速的救治，成為降低人員傷亡的一個重要手段。

圖1 全國歷年道路交通事故傷亡情況

另外，在交通事故中，轉(zhuǎn)彎狀態(tài)下導致的交通事故占比例14.51%。本文中的試驗形式，試驗車輛模擬的為正向行駛車輛與轉(zhuǎn)彎車輛發(fā)生交通事故的情況。在該種交通事故中，通常轉(zhuǎn)彎車輛會被撞到側(cè)面，而正向行駛車輛通常為正面角度碰撞。正向行駛車輛車速一般較快，碰撞過程中，車輛損壞及乘員受傷害情況較為嚴重。若此時正向行駛車輛乘員未佩戴安全帶，后果將更加糟糕。

基于此，本文對正面角度碰撞中，乘員未佩戴安全帶的情況進行了深入研究。

2 正面角度碰撞法規(guī)介紹

2.1 碰撞形式介紹

FMVSS 208法規(guī)中，對于乘員在正常乘坐位置的正面碰撞試驗分為以下5種[2](如圖2所示)：(1)20mph至25mph男性假人未佩戴安全帶正面角度剛性壁障碰撞；(2)35mph男性假人佩戴安全帶全正面剛性壁障碰撞；(3)20mph至25mph女性假人未佩戴安全帶全正面剛性壁障碰撞；(4)35mph女性假人佩戴安全帶全正面剛性壁障碰撞；(5)25mph女性假人佩戴安全帶正面40%可變性壁障碰撞。本次試驗類型為男性假人未佩戴安全帶、試驗車輛以25mph的速度撞向剛性壁障。

圖2 FMVSS 208的5種碰撞形式

2.2 假人運動姿態(tài)及傷害簡析

在正面角度碰撞中，乘員未佩戴安全帶情況下，乘員前沖較快，極有可能與正在展開的安全氣囊接觸，從而導致較大的頭、頸部傷害，且因為過程中沒有安全帶約束作用，乘員向前的幅度亦較大，頭部易與前擋風玻璃、胸部易與方向盤等產(chǎn)生硬性接觸，導致頭部、胸部受到較大的沖擊加速度，而腿部亦會與儀表板接觸并產(chǎn)生較大的力與位移。

3 乘用車試驗研究

為了模擬直行車輛與轉(zhuǎn)彎車輛交通事故中，直行車輛內(nèi)乘員受傷害情況，進行了某車型的實車試驗驗證。試驗車輛前排布置兩個HⅢ50%男性假人，未佩戴安全帶，試驗車輛以25mph(40km/h)的速度撞擊剛性壁障，碰撞角度30°。試驗后，假人傷害情況見表1。

表1 假人傷害一覽表

從結果來看，駕駛員整體傷害高于前排乘員；頭部傷害指數(shù)及累積3ms加速度、胸部壓縮變形量以及膝蓋滑動位移傷害值較大，頸部、小腿傷害值較小。

3.1 頭部傷害情況分析

碰撞過程中，假人整體向前運動，接觸到氣囊。由于假人未受到安全帶約束作用，假人屁股抬起，假人上半身繼續(xù)前探，98ms至125ms假人頭部與前擋風玻璃產(chǎn)生硬性接觸(見圖3)。結合頭部加速度曲線(如圖4所示)知，該過程為假人頭部加速度峰值產(chǎn)生的主要區(qū)間。故，在正面角度碰撞中，假人未佩戴安全帶情況下，頭部具有向前運動量大、加速度峰值較大、存在硬性接觸等特點。

圖3 假人頭部與前擋風玻璃接觸狀態(tài)

圖4 假人頭部加速度曲線

3.2 胸部傷害情況分析

假人胸部由于未受到安全帶約束作用，在0至67ms區(qū)間內(nèi)，胸部壓縮量基本為0(如圖5所示)。67ms時，假人胸部與安全氣囊接觸(見圖6)，胸部壓縮變形量急劇增大，并在121ms時達到32.8mm。由圖7胸部相對速度曲線知，在67ms時，胸部相對于車體運動速度達到7m/s。撞擊過程中，加速度峰值達到43g(如圖8所示)。故，對于正面角度碰撞試驗中，假人在未佩戴安全帶情況下，胸部具有接觸時間短、沖擊力大、壓縮變形量大等特點。

圖5 胸部壓縮變形量曲線

圖6 假人胸部與氣囊接觸狀態(tài)

圖7 胸部相對速度

圖8 胸部加速度曲線

3.3 膝部傷害情況分析

圖9 膝部壓縮變形量

圖10 骨盆相對于車體向前位移量

由圖9可知，膝部壓縮變形量在90ms前較??；在90ms至122ms區(qū)間內(nèi)，急劇增大至11.48mm。試驗過程中，骨盆向前位移量最大約500mm(如圖10所示)。本次試驗中，試驗前膝部與儀表板距離為107mm，結合試驗后假人膝部與儀表板狀態(tài)(如圖11所示)知，由于假人骨盆未受到安全帶的約束作用，假人膝部具有向前運動量大、膝部壓縮變形量大等特點。

圖11 試驗后膝部與儀表板接觸狀態(tài)

4 結束語

通過實車試驗，進行未佩戴安全帶情況下假人傷害研究，得出結論：通常情況下，駕駛員位置受到的傷害高于前排乘員；未佩戴安全帶情況下，假人各部位向前位移量較大，頭部易與前擋風玻璃、內(nèi)飾等產(chǎn)生硬性接觸，從而產(chǎn)生較大頭部傷害，胸部、膝部位移量偏大。所以，針對此類交通事故，應對傷者頭部、胸部及大腿部位進行較為細致的檢查，以保證在事故初期對傷者進行及時救治。

[1]中華人民共和國道路交通事故統(tǒng)計年報[M].2013.

[2]Standard No. 208 Occupant crash protection[S].2015.

Study on Injury Test of Unbelted Dummy in Frontal Impact of a Vehicle

Hou Fuzhen, Luan Peng, Li Yueming, Han Gang

(Geely Automobile Research Institute, Zhejiang Key Laboratory of Automobile Safety Technology, Hangzhou 311228, Zhejiang, China)

Unbelted dummy in front seat of a certain type of vehicle is tested in frontal impact according to FMVSS 208, and the test results are compared and analyzed. The characteristics of frontal impact indicate that the neck and the legs of dummy have small injuries, but the head, the chest and the knees hurt more serious. In the real traffic accident, if the vehicle crashes a building or vehicle in a certain angle, the head, the chest and the knees of passenger are the key parts which should be treated or checked carefully.

FMVSS 208; frontal impact; seat belt; dummy injury

2016-10-18

侯福震(1986-)，男，本科，工程師，主要研究方向：汽車被動安全。

U467.1+4

B

10.3969/j.issn.1674-3407.2016.04.004