張冠軍，秦 勤，陳 崢，曹立波

(湖南大學(xué)，汽車車身先進(jìn)設(shè)計(jì)制造國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，長(zhǎng)沙 410082)

SUV前端造型對(duì)行人下肢損傷影響的定量研究?

張冠軍，秦 勤，陳 崢，曹立波

(湖南大學(xué)，汽車車身先進(jìn)設(shè)計(jì)制造國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，長(zhǎng)沙 410082)

為在造型設(shè)計(jì)階段充分考慮汽車的行人碰撞安全性能，以提高汽車的開(kāi)發(fā)效率和行人安全性，提取了77款SUV側(cè)視圖的輪廓線及其特征參數(shù)，構(gòu)建并驗(yàn)證了SUV前端造型的簡(jiǎn)化有限元模型，并依據(jù)EuroNCAP評(píng)價(jià)規(guī)則進(jìn)行行人安全性能仿真。以造型特征參數(shù)為自變量，損傷參數(shù)為因變量，采用多重線性回歸分析方法分別對(duì)有無(wú)擾流板的兩類車型篩選出對(duì)下肢損傷有顯著影響的造型特征參數(shù)，并建立回歸模型。分析結(jié)果表明，有前保險(xiǎn)杠擾流板的SUV在造型設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)增大保險(xiǎn)杠中心離地高度、保險(xiǎn)杠寬度和擾流板相對(duì)于保險(xiǎn)杠的前伸量；無(wú)擾流板的SUV則應(yīng)增大保險(xiǎn)杠上參考線離地高度、進(jìn)氣格柵曲率半徑，減小保險(xiǎn)杠下參考線離地高度。建立在量產(chǎn)車型造型特征基礎(chǔ)上的汽車前部簡(jiǎn)化模型通過(guò)EuroNCAP試驗(yàn)數(shù)據(jù)的驗(yàn)證，不僅能表征造型信息，也具備結(jié)構(gòu)屬性，對(duì)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)前的造型設(shè)計(jì)具有指導(dǎo)作用。

SUV；行人下肢損傷；造型；有限元方法；多重線性回歸分析

前言

行人作為道路交通中的弱勢(shì)群體，事故中的重傷甚至死亡率極高。世界衛(wèi)生組織的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，全球行人死亡人數(shù)占道路交通事故總死亡人數(shù)的22%[1]。在我國(guó)，由于汽車數(shù)量的迅猛增長(zhǎng)以及復(fù)雜的道路交通環(huán)境，行人安全更為嚴(yán)峻。2012年我國(guó)行人死亡人數(shù)占道路交通事故總死亡人數(shù)的25%左右[2]。研究表明，行人下肢是事故中最易遭受損傷的部位[3]。因此，研究影響行人下肢損傷的相關(guān)參數(shù)，對(duì)減輕行人下肢損傷和降低其社會(huì)損失具有重要意義。近年來(lái)全球運(yùn)動(dòng)型多用途汽車(sport utility vehicle，SUV)市場(chǎng)份額迅速增加[4－5]，其高大的外形特征和較大的碰撞能量，對(duì)行人造成的致命傷害比其它車型更為嚴(yán)重[6]。因此，提高SUV的行人保護(hù)效果更為迫切。

由于行人直接暴露在交通環(huán)境中，汽車外部造型對(duì)行人損傷的影響也最為直接。文獻(xiàn)[7]和文獻(xiàn)[8]中通過(guò)尸體實(shí)驗(yàn)，指出行人的運(yùn)動(dòng)學(xué)響應(yīng)和損傷情況與汽車前部造型密切相關(guān)。文獻(xiàn)[9]中采用仿真手段探究了不同類型乘用車的前端造型對(duì)行人下肢損傷的影響，指出保險(xiǎn)杠結(jié)構(gòu)是導(dǎo)致行人下肢損傷的主要誘因。文獻(xiàn)[10]中通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究了汽車保險(xiǎn)杠對(duì)行人下肢損傷的影響，指出保險(xiǎn)杠長(zhǎng)度和伸出量對(duì)下肢損傷影響明顯[10]。文獻(xiàn)[11]中利用深入調(diào)查數(shù)據(jù)庫(kù)PCDS進(jìn)行的分析表明，保險(xiǎn)杠高度和碰撞速度對(duì)行人下肢損傷類型和損傷程度有顯著的影響。文獻(xiàn)[12]在行人沖擊器報(bào)告中，對(duì)如何改善汽車內(nèi)部結(jié)構(gòu)以滿足行人保護(hù)法規(guī)做了具體說(shuō)明。文獻(xiàn)[13]中使用交通事故數(shù)據(jù)庫(kù)，研究了具有不同時(shí)代特征的車型與行人下肢損傷的關(guān)系，認(rèn)為汽車前部結(jié)構(gòu)的形狀對(duì)行人下肢損傷形式和損傷程度影響顯著。另外，國(guó)內(nèi)學(xué)者使用仿真方法研究了保險(xiǎn)杠參數(shù)對(duì)行人下肢損傷的影響[14－15]。

上述研究主要從改進(jìn)汽車結(jié)構(gòu)參數(shù)以提高行人下肢碰撞安全性的角度出發(fā)，指出汽車前部結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)行人下肢損傷有影響，并未涉及汽車造型特征和特征線等汽車造型范疇。而在汽車開(kāi)發(fā)初期，傳統(tǒng)的汽車造型主要考慮美學(xué)法則、市場(chǎng)需求、人機(jī)工程學(xué)和空氣動(dòng)力學(xué)等因素[16]，對(duì)行人碰撞安全性的考慮較少。因此，有必要利用造型特征線研究汽車前部造型與行人下肢損傷之間的定量關(guān)系，賦予造型特征以行人碰撞安全性能的屬性，以便在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)初期進(jìn)行造型設(shè)計(jì)時(shí)就充分考慮行人碰撞安全。這對(duì)于降低交通事故中行人下肢的損傷，提高產(chǎn)品研發(fā)效率和減小研發(fā)成本具有重要的意義。

因此，本文中提出了以汽車造型特征參數(shù)為驅(qū)動(dòng)的SUV前部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化有限元模型，按照EuroNCAP行人保護(hù)測(cè)試規(guī)則仿真下肢沖擊器的損傷參數(shù)，采用多重線性回歸分析方法構(gòu)建造型特征參數(shù)與下肢損傷的定量關(guān)系，揭示了造型與行人下肢安全的關(guān)系。

1 方法

汽車造型是空氣動(dòng)力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)和市場(chǎng)需求等多學(xué)科約束的綜合設(shè)計(jì)問(wèn)題，需考慮連續(xù)性和美觀性[17]。本文中以市場(chǎng)保有量較多的車型為基礎(chǔ)提取其造型特征線，采用統(tǒng)一的方法建立有限元模型并使用下肢沖擊器實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證模型有效性，保證所建的汽車前部造型簡(jiǎn)化模型不僅能反映汽車的造型，同時(shí)兼顧統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)特性。

1.1 樣本選取與造型特征線

采集了市場(chǎng)保有量較大的77款SUV車型開(kāi)展研究，這些車型的基本參數(shù)如表1所示，其年份分布如圖1所示。

表1 SUV樣本基本參數(shù)

汽車側(cè)視圖的輪廓線是整車造型中最關(guān)鍵的造型特征線，它決定了汽車造型的整體感覺(jué)和風(fēng)格，也是造型設(shè)計(jì)階段的主特征線[18]。因此，本文中主要研究該造型特征線與行人下肢損傷的關(guān)系。由于碰撞中與行人下肢接觸的前部結(jié)構(gòu)主要是前保險(xiǎn)杠、進(jìn)氣格柵和發(fā)動(dòng)機(jī)罩等，故只保留SUV的前部造型特征線。77款SUV前部造型特征線如圖2所示。

此外，根據(jù)前部造型線中前保險(xiǎn)杠下端有無(wú)明顯的擾流板結(jié)構(gòu)將SUV分為A和B兩類，如圖3所示。其中A類有54個(gè)樣本，B類有23個(gè)樣本。

圖1 77款SUV的年份分布圖

圖2 樣本資源的側(cè)面輪廓造型特征線

圖3 SUV樣本分類

圖4 SUV前部造型特征參數(shù)的確定

表2 SUV前部造型特征參數(shù)

1.2 造型特征參數(shù)的提取

本文中以A類車特征參數(shù)的提取進(jìn)行說(shuō)明。根據(jù)EuroNCAP定義4個(gè)造型特征參數(shù)[19]，如圖4(a)所示；根據(jù)汽車實(shí)際結(jié)構(gòu)，確定7個(gè)實(shí)車結(jié)構(gòu)參數(shù)，如圖4(b)所示。A類車共提取了11個(gè)造型特征參數(shù)，具體說(shuō)明見(jiàn)表2。B類車除了無(wú)SBH和SL兩個(gè)參數(shù)外，其余特征參數(shù)的提取與A類車相同，B類車共有9個(gè)造型特征參數(shù)。

1.3 SUV簡(jiǎn)化有限元模型的建立與驗(yàn)證

利用HyperMesh建立了77個(gè)SUV樣本的前部造型特征簡(jiǎn)化有限元模型，計(jì)算各SUV對(duì)行人下肢沖擊器的損傷值。根據(jù)實(shí)車結(jié)構(gòu)劃分?jǐn)_流板、保險(xiǎn)杠、進(jìn)氣格柵、發(fā)動(dòng)機(jī)罩、前風(fēng)窗玻璃和車頂，如圖5所示。為保證仿真結(jié)果只受造型影響，所有車型各部件設(shè)置相同的材料參數(shù)和單元屬性，并將車型寬度統(tǒng)一設(shè)為1 790mm。所有模型網(wǎng)格劃分方式和網(wǎng)格分布相同，網(wǎng)格大小均為30mm。為更真實(shí)地反映下肢沖擊器的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)，在沖擊器與保險(xiǎn)杠碰撞的區(qū)域設(shè)置9個(gè)彈簧單元，均勻分布在具有吸能緩沖作用處的保險(xiǎn)杠中間位置，其中Y軸方向上每個(gè)彈簧單元間距60mm，Z軸方向上則沿著保險(xiǎn)杠寬度均勻布置。彈簧的剛度依據(jù)文獻(xiàn)[20]確定，各模型中彈簧單元的參數(shù)相同。

圖5 2014款謳歌MDX前部造型簡(jiǎn)化有限元模型

只對(duì)簡(jiǎn)化模型的左右兩端邊緣施加適當(dāng)?shù)募s束，以更好地模擬沖擊器的碰撞響應(yīng)。為實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)化模型的定位與支撐，將邊角點(diǎn)和保險(xiǎn)杠彈簧單元后端點(diǎn)全約束，見(jiàn)圖6(a)；為模擬下肢碰撞時(shí)保險(xiǎn)杠、擾流板、進(jìn)氣格柵和彈簧單元前端點(diǎn)X方向的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，約束保險(xiǎn)杠、擾流板、進(jìn)氣格柵邊界點(diǎn)和彈簧單元前端點(diǎn)除X方向平動(dòng)以外的其它自由度，見(jiàn)圖6(b)；為模擬碰撞時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)罩Z方向的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，只允許其邊緣節(jié)點(diǎn)Z方向的平動(dòng)，見(jiàn)圖6(c)；為模擬風(fēng)窗玻璃的剛性邊界和運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，約束其邊緣節(jié)點(diǎn)Z方向的平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖6(d)所示。

圖6 簡(jiǎn)化模型約束示意圖

依據(jù)EuroNCAP(V5.3.1)行人保護(hù)測(cè)試要求和評(píng)價(jià)指標(biāo)[19]，分別對(duì)77款SUV進(jìn)行下肢沖擊器的碰撞仿真，并使用EuroNCAP官網(wǎng)公布的SUV行人測(cè)試結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。本文中主要研究SUV造型特征線，而它們位于汽車的縱向?qū)ΨQ面中，因此只采用汽車縱向?qū)ΨQ面相鄰的左右兩塊碰撞區(qū)域的結(jié)果驗(yàn)證模型。

以造型特征參數(shù)為自變量(A類車11個(gè)，B類車9個(gè))，仿真得出的3個(gè)下肢沖擊器的損傷參數(shù)為因變量，使用多重線性回歸分析方法定量地描述造型特征參數(shù)與下肢損傷參數(shù)之間的關(guān)系，并采用逐步回歸法進(jìn)行變量篩選。采用殘差分析方法對(duì)樣本進(jìn)行LINE條件檢驗(yàn)，采用方差膨脹因子VIF<4或者容差值＞0.25進(jìn)行共線性診斷[21]。最后進(jìn)行異常點(diǎn)檢測(cè)，剔除掉學(xué)生化殘差圖中殘差大于2的異常樣本[22]，得到最終的回歸模型。

2 結(jié)果

2.1 造型特征參數(shù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果

77個(gè)SUV樣本的造型特征參數(shù)如表3所示。

表3 造型特征參數(shù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果

2.2 模型驗(yàn)證結(jié)果

以2011款寶馬X3為例說(shuō)明驗(yàn)證結(jié)果。圖7 (a)為EuroNCAP測(cè)試結(jié)果，圖7(b)為仿真結(jié)果，對(duì)比兩者相同碰撞位置(箭頭所示)的顏色分布可知，仿真與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合。

選取20款車型做驗(yàn)證，保險(xiǎn)杠碰撞區(qū)域的仿真結(jié)果和EuroNCAP測(cè)試結(jié)果顏色完全一致的個(gè)數(shù)為15個(gè)，正確率為75%。這說(shuō)明簡(jiǎn)化模型基本能反映真實(shí)的碰撞情況。

2.3 仿真結(jié)果

77個(gè)SUV樣本A和B兩類下肢損傷仿真結(jié)果的盒線圖如圖8所示。依據(jù)EuroNCAP(V5.3.1)的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，脛骨加速度、剪切位移和彎曲角度的限值分別為150g，6mm和15°。結(jié)合圖8可知，在下肢沖擊器碰撞仿真中，A和B兩類SUV的脛骨加速度和剪切位移基本在限值范圍以內(nèi)，彎曲角度則均存在大于限值的樣本，說(shuō)明在SUV下肢沖擊器碰撞中，影響下肢得分的主要因素是彎曲角度。

圖7 2011款寶馬X3仿真與實(shí)驗(yàn)對(duì)比

圖8 樣本下肢損傷統(tǒng)計(jì)盒線圖

2.4 統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)結(jié)果

表4為有擾流板的SUV下肢損傷參數(shù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果。由表可見(jiàn)，在A類SUV中，BCH為脛骨加速度、剪切位移和彎曲角度的最大影響因素。LBH，BW和BCH等與保險(xiǎn)杠相關(guān)的參數(shù)是下肢損傷參數(shù)的主要影響因素。SBH和SL等與擾流板相關(guān)的參數(shù)對(duì)下肢損傷參數(shù)的影響也很顯著。3個(gè)損傷參數(shù)擬合精度R2分別為64.3%，39%和82.9%，篩選出的自變量的系數(shù)及回歸模型均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

表5為無(wú)擾流板的SUV下肢損傷參數(shù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果。由表可見(jiàn)，在B類SUV中，BCH，BW，UBH分別是脛骨加速度、剪切位移、彎曲角度的最大影響因素。UBH，LBH，BW和BCH等與保險(xiǎn)杠相關(guān)的參數(shù)是下肢損傷參數(shù)的主要影響因素。3個(gè)損傷參數(shù)擬合精度R2分別為61.1%，65.7%和75.3%，篩選出的自變量的系數(shù)及回歸模型均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

_表5 無(wú)擾流板的SUV下肢損傷參數(shù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果

3 討論

由回歸分析結(jié)果可知，A和B兩類車型篩選出的造型特征參數(shù)不完全一致。造型特征參數(shù)與兩類車型下肢損傷參數(shù)之間的正負(fù)相關(guān)性和影響程度如表6所示。

表6 造型特征參數(shù)與下肢損傷參數(shù)的正負(fù)相關(guān)性和影響程度

在A和B兩類SUV中，下肢沖擊器的3個(gè)損傷參數(shù)篩選出了UBH，LBH和BCH等與前保險(xiǎn)杠相關(guān)的參數(shù)，這說(shuō)明保險(xiǎn)杠高度參數(shù)是影響下肢損傷的主要造型參數(shù)，這與文獻(xiàn)[11]中的研究結(jié)果吻合。

BCH對(duì)A類車的下肢沖擊器的3個(gè)損傷參數(shù)影響程度最大，對(duì)B類車的脛骨加速度和剪切位移影響顯著。圖9為保險(xiǎn)杠參數(shù)分布盒線圖，圖中虛線和點(diǎn)劃線分別表示下肢沖擊器位于法規(guī)要求位置時(shí)膝關(guān)節(jié)和加速度傳感器的離地高度；由于本文中的樣本保險(xiǎn)杠中心高度均大于脛骨上端加速度傳感器的高度，且下肢沖擊器與保險(xiǎn)杠的碰撞點(diǎn)主要位于下肢沖擊器股骨上，見(jiàn)圖9。在一定范圍內(nèi)，BCH的增大會(huì)使碰撞點(diǎn)越發(fā)遠(yuǎn)離脛骨上端加速度傳感器和膝關(guān)節(jié)。碰撞點(diǎn)越高，脛骨上端加速度傳感器受到的撞擊力越小，脛骨加速度也就越??；同時(shí)，碰撞點(diǎn)越高，股骨和脛骨的相對(duì)轉(zhuǎn)角越小，膝關(guān)節(jié)彎曲角度也越小。股骨下端沿X軸向的位移減小，股骨和脛骨的相對(duì)位移增大，剪切位移也增大。

BW對(duì)A類車的脛骨加速度和彎曲角度有影響，對(duì)B類車的剪切位移影響最大，且均是負(fù)相關(guān)，說(shuō)明保險(xiǎn)杠寬度越寬，緩沖面積越大，下肢所受的損傷就越小。這與文獻(xiàn)[9]和文獻(xiàn)[15]中指出的增大保險(xiǎn)杠寬度可降低行人下肢損傷的結(jié)果一致。因此，在進(jìn)行SUV車型開(kāi)發(fā)時(shí)，宜盡量增大保險(xiǎn)杠寬度。

LBH對(duì)A，B兩類車的彎曲角度均有顯著影響，且均呈正相關(guān)。由圖9可見(jiàn)，A和B兩類車的LBH主要分布在下肢沖擊器膝關(guān)節(jié)以下，LBH越小，在碰撞過(guò)程中保險(xiǎn)杠下端對(duì)下肢沖擊器的支撐點(diǎn)越靠下，對(duì)脛骨的支撐作用增大，使脛骨相對(duì)股骨的轉(zhuǎn)角減小，彎曲角度減小。

GR分別是A類車的脛骨加速度、B類車彎曲角度的第二影響因素，均呈負(fù)相關(guān)。這說(shuō)明進(jìn)氣格柵的曲率半徑對(duì)下肢損傷有顯著的影響，在進(jìn)行SUV造型設(shè)計(jì)時(shí)，可適當(dāng)增大進(jìn)氣格柵的曲率半徑，以減小A類車的脛骨加速度和B類車的彎曲角度。

在無(wú)擾流板支撐下肢的B類車中，影響彎曲角度最大的造型特征參數(shù)是UBH，呈負(fù)相關(guān)，以及LBH，呈正相關(guān)。在B類車中基本滿足BW＝UBHLBH的關(guān)系式，說(shuō)明UBH越大，LBH越小，保險(xiǎn)杠的寬度BW就越大，下肢沖擊器的彎曲角度就越小，這與文獻(xiàn)[9]中研究結(jié)果一致。

在有擾流板支撐下肢的A類車中，擾流板最前端的離地高度SBH、擾流板最前端相對(duì)于保險(xiǎn)杠的伸出量SL對(duì)下肢沖擊器的3個(gè)損傷參數(shù)有影響。如圖9所示，SBH與LBH盒線圖分布類似，說(shuō)明兩者對(duì)下肢損傷的影響基本一致。SL對(duì)剪切位移和彎曲角度影響顯著，呈負(fù)相關(guān)，說(shuō)明隨著SL伸長(zhǎng)，在碰撞過(guò)程中保險(xiǎn)杠的擾流板對(duì)下肢沖擊器脛骨的支撐作用明顯，同時(shí)抑制了脛骨和股骨的相對(duì)位移和相對(duì)轉(zhuǎn)角，使剪切位移和彎曲角度減小。因此，在進(jìn)行SUV車型開(kāi)發(fā)時(shí)，可適當(dāng)增大擾流板最前端相對(duì)于保險(xiǎn)杠的伸出量。

綜合圖8可知，影響A和B兩類SUV下肢得分的主要因素是彎曲角度。因此，在進(jìn)行SUV設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)結(jié)合彎曲角度的回歸方程，在一定范圍內(nèi)，增大A類車的BCH，BW，SL，并減小LBH，增大B類車的UBH，GR，并減小LBH，以減小彎曲角度，降低行人的損傷風(fēng)險(xiǎn)。

4 結(jié)論

圖9 保險(xiǎn)杠參數(shù)分布盒線圖

將SUV分為有擾流板和無(wú)擾流板兩大類，通過(guò)簡(jiǎn)化有限元模型的碰撞仿真以及對(duì)仿真結(jié)果的多重回歸分析，分別對(duì)下肢沖擊器的損傷參數(shù)篩選出了具有顯著影響的前部造型特征參數(shù)，建立了相應(yīng)的回歸方程。研究結(jié)果表明，在造型設(shè)計(jì)時(shí)，有無(wú)擾流板對(duì)SUV的造型要求有所不同。在有擾流板的SUV車型開(kāi)發(fā)時(shí)，增大保險(xiǎn)杠中心離地高度、保險(xiǎn)杠寬度和擾流板相對(duì)于保險(xiǎn)杠的前伸量可減少行人下肢損傷。在無(wú)擾流板的SUV車型開(kāi)發(fā)時(shí)，應(yīng)增大保險(xiǎn)杠上參考線離地高度和進(jìn)氣格柵的曲率半徑，減小保險(xiǎn)杠下參考線離地高度。因此，在進(jìn)行SUV造型設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)該車型有無(wú)擾流板支撐使用不同的回歸方程作為設(shè)計(jì)指導(dǎo)。

[1] World Health Organization.Global status report on road safety 2013: supporting a decade of action[R].Geneva:World Health Organization，2013.

[2] 公安部交通管理科學(xué)研究所.中華人民共和國(guó)道路交通事故統(tǒng)計(jì)年報(bào)(2012年度)[R].北京:公安部交通管理局，2012.

[3] MIZUNO Y.Summary of IHRA pedestrian safety WG activities (2005)-proposed test methods to evaluate pedestrian protection afforded by passenger cars[C].Proceedings:International Technical Conference on the Enhanced Safety of Vehicles.Washington DC: National Highway Traffic Safety Administration，2005:1－15.

[4] DAVIS S C，WILLIAMS S E，BOUNDY R G.Transportation energy data book:edition 34[R].Washington DC:Center for Transportation Analysis Oak Ridge National Laboratory，2015:319－338.

[5] 劉春輝，朱向雷，沈立軍.國(guó)內(nèi)SUV市場(chǎng)發(fā)展特征及未來(lái)趨勢(shì)判斷[J].汽車工業(yè)研究，2014(10):20－23.

[6] ROUDSARI B，MOCK C，KAUFMAN R，et al.Pedestrian crashes:higher injury severity and mortality rate for light truck vehicles compared with passenger vehicles[J].Injury Prevention，2004，10(3):154－158.

[7] KERRIGAN J，KAM C，DRINKWATER C，et al.Kinematic comparison of the Polar-II and PMHS in pedestrian impact tests with a sport-utility vehicle[C].Proceedings of the International ResearchCouncil on the Biomechanics of Injury Conference.Zurich:International Research Council on Biomechanics of Injury，2005:159－174.

[8] KERRIGAN J R，MURPHY D B，DRINKWATER D C，et al.Kinematic corridors for PMHS tested in FUll scale pedestrian impact tests[C].The 19th International Technical Conference on the Enhanced Safety of Vehicles.Washington DC:National Highway Traffic Safety Administration，2005，paper No.05－0394.

[9] MO F，ARNOUX P J，AVALLE M，et al.Incidences of various passenger vehicle front-end designs on pedestrian lower limb injuries[J].International Journal of Crashworthiness，2015，20(4): 337－347.

[10] BACON D G C，WILSON M R.Bumper characteristics for improved pedestrian safety[C].Stapp Car Crash Conference.Ann Arbor:Society of Automotive Engineer，1976:391－428.

[11] YASUHIRO M.Effects of vehicle bumper height and impact velocity on type of lower extremity injury in vehicle-pedestrian accidents[J].Accident Analysis and Prevention，2005，37(4):633－640.

[12] LAWRENCE G J L，HANDY B J，CARROLL J A，et al.A study on the feasibility of measures relating to the protection of pedestrians and other vulnerable road users-final report[R].Delft:TRL Limited，2003.

[13] OTTE D，HAASPER C.Technical parameters and mechanisms for the injury risk of the knee joint of vulnerable road users impacted by cars in road traffic accidents[C].International Research Council on Biomechanics of Injury，2005:281－297.

[14] 危海煙.汽車與行人碰撞中下肢損傷防護(hù)及其評(píng)價(jià)方法研究[D].長(zhǎng)沙:湖南大學(xué)，2006.

[15] 張冠軍.行人下肢的碰撞損傷特性及相關(guān)參數(shù)研究[D].長(zhǎng)沙:湖南大學(xué)，2009.

[16] 朱曉霞.汽車造型的影響因素研究[J].人民公交，2009(6): 47－49.

[17] 張金磊，雷雨成.汽車造型特征的工程可行性分析[J].汽車工藝與材料，2009(5):39－42.

[18] 胡偉峰，趙江洪，趙丹華.基于造型特征線的汽車造型意象研究[J].中國(guó)機(jī)械工程，2009(4):496－500.

[19] Euro NCAP.Pedestrian Test Protocol v5.3.1[EB/OL].http:// euroncap.blob.core.windows.net/media/1463/euro-ncap-pedestrian-protocol-version-531.pdf，2016－04－01.

[20] MATINEZ L，GUERRA L，F(xiàn)ERICHOLA G，et al.Stiffness corridors of the European fleet for pedestrian simulation[C].Proceedings of the 20th International Technical Conference on the Enhanced Safety of Vehicles.Washington DC:National Highway Traffic Safety Administration，2007，Paper No.07－0267.

[21] 方積乾.生物醫(yī)學(xué)研究的統(tǒng)計(jì)方法[M].北京:高等教育出版社，2007.

[22] 宇傳華.SPSS與統(tǒng)計(jì)分析[M].北京:電子工業(yè)出版社，2014.

[23] ABVABI A，NASR A，NOORPOOR A，et al.Investigation on the effect of impact location height on pedestrian safety using a legform impactor dynamic model[J].Safety Science，2010，48 (5):660－671.

第九屆國(guó)際變速器及傳動(dòng)技術(shù)研討會(huì)召開(kāi)

2017年4月20日，第九屆國(guó)際變速器及傳動(dòng)技術(shù)研討會(huì)(TMC2017)在上海寶華萬(wàn)豪酒店盛大開(kāi)幕，本屆研討會(huì)由中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)和中汽翰思管理咨詢公司聯(lián)合舉辦。

參會(huì)嘉賓超過(guò)650人，展示單位56家，有近50個(gè)技術(shù)報(bào)告，通過(guò)對(duì)研發(fā)經(jīng)驗(yàn)及成果的介紹，剖析中國(guó)變速器及傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)和解決方案，共同致力于推動(dòng)動(dòng)力傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展。

Quantitative Study on the Effects of the Frontend Styling of SUV on Pedestrian Lower Limbs Injury

Zhang Guanjun，Qin Qin，Chen Zheng＆Cao Libo
Hunan University，State Key Laboratory of Advanced Design and Manufacturing for Vehicle body，Changsha 410082

For fully considering the pedestrian safety performance of vehicle in crash accident in order to enhance the development efficiency and pedestrian safety，the side-view contours of 77 SUVs and their styling feature parameters are

ed，the simplified FE model for the front-end of SUVs are set up and verified，and a simulation on the pedestrian safety performance of vehicle is conducted based on EuroNCAP evaluation rule.With styling feature and injury parameters as independent and dependent variables respectively，the styling feature parameters of both categories of vehicle with and without bumper spoiler，having apparent effects on the lower limbs injuries of pedestrian are selected by using multiple linear regression analysis with corresponding regression model established.The results of analysis suggest that SUVs with bumper spoiler should choose higher height of bumper center，wider bumper width and larger protrusion of spoiler relative to bumper in styling，while SUVs without spoiler should increase the height of bumper upper reference line and the curve radius of air inlet grille and reduce the height of bumper lower reference line.The simplified model for vehicle front-end，verified by EuroNCAP test data and based on the styling features of mass-produced vehicles，can not only characterize styling information，but also has structural attributes，playing a guiding role in styling before structural design.

SUV；pedestrian lower limbs injury；styling；FEM；multiple linear regression analysis

10.19562/j.chinasae.qcgc.2017.04.010

?國(guó)家自然科學(xué)基金(51205118)、湖南大學(xué)汽車車身先進(jìn)設(shè)計(jì)制造國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室自主研究課題和中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)資助。

原稿收到日期為2016年5月16日。

張冠軍，博士，E-mail:zgjhuda＠163.com。