亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        先進(jìn)行人腿型試驗中各部位損傷敏感性研究*

        2022-10-25 01:49:10王鵬翔柳惠君李月明蘆連商恩義
        汽車技術(shù) 2022年10期
        關(guān)鍵詞:變形

        王鵬翔 柳惠君 李月明 蘆連 商恩義

        (吉利汽車研究院(寧波)有限公司,浙江省汽車安全技術(shù)研究重點(diǎn)實(shí)驗室,寧波 315336)

        主題詞:中國新車評價規(guī)程 行人保護(hù) 先進(jìn)行人腿型 上體模塊 前端結(jié)構(gòu)

        1 前言

        為了更好地模擬各種車型與行人碰撞事故中行人下肢的運(yùn)動和損傷響應(yīng),日本汽車研究所(Japan Automobile Research Institute,JARI)和日本汽車制造商協(xié)會(Japan Automobile Manufacturers Association,JAMA)開發(fā)了先進(jìn)行人腿型(Advanced Pedestrian Legform Impactor,aPLI)。通過對36 款簡化車型與世界范圍內(nèi)正在使用的人體模型進(jìn)行分析和對標(biāo),已證明aPLI 能夠較好地體現(xiàn)人體下肢在碰撞過程中的生物力學(xué)響應(yīng)。

        為了提升行人保護(hù)評價體系的實(shí)用性,2021 年版中國新車評價規(guī)程(China New Car Assessment Program,C-NCAP)采用aPLI 替代了傳統(tǒng)柔性行人腿型(Flexible Pedestrian Legform Impactor,F(xiàn)lexPLI)和交通研究實(shí)驗室(Transport Research Laboratory,TRL)上腿型,進(jìn)行行人保護(hù)腿部碰撞試驗。試驗時,用aPLI以40±0.72 km/h的速度按照規(guī)定方向撞擊保險杠,根據(jù)每次獲得的腿部彎矩以及膝部韌帶伸長量等性能指標(biāo)進(jìn)行評分。FlexPLI 質(zhì)量為13.2 kg,相對FlexPLI,aPLI 在大腿和小腿質(zhì)量和結(jié)構(gòu)略有變動的情況下,在大腿上方增加了質(zhì)量為11.8 kg 的上體模塊(Simplified Upper Body Part,SUBP),總質(zhì)量達(dá)到24.5 kg,即aPLI 相對FlexPLI 質(zhì)量增加了約11.3 kg,且集中在腿型上端,導(dǎo)致原有腿型損傷機(jī)理無法直接借鑒。為在aPLI 試驗評價體系條件下更好地開發(fā)車體前端行人保護(hù)結(jié)構(gòu),胡帥帥、楊瑞、陳琳等對FlexPLI、帶上體模塊的柔性行人腿型(Flexible Pedestrian Legform Impactor with Upper Body Mass,F(xiàn)lexPLIUBM)與aPLI 進(jìn)行了對比研究,指出了各腿型間質(zhì)量、質(zhì)心、結(jié)構(gòu)等的具體差異。其中,楊瑞根據(jù)大量試驗數(shù)據(jù)對轎車和SUV的aPLI試驗得分情況進(jìn)行了對比研究,徐?;鄣葘UV車燈帶結(jié)構(gòu)等對aPLI的影響進(jìn)行了針對性研究。本文通過某轎車和某SUV不同位置的aPLI 試驗,對aPLI 的運(yùn)動過程及不同運(yùn)動階段各部位傷害的敏感性進(jìn)行探討,并從緩解腿型敏感程度的角度提出車體前端結(jié)構(gòu)開發(fā)思路。

        2 aPLI結(jié)構(gòu)

        aPLI 結(jié)構(gòu)如圖1 所示,由SUBP、大腿、膝部和小腿構(gòu)成。依據(jù)用戶手冊建立aPLI坐標(biāo)系:向為腿型發(fā)射狀態(tài)下前視圖左右方向,向右為正;向為腿型發(fā)射狀態(tài)下前視圖前后方向,向后為正;向為腿型上下方向,向下為正。對于aPLI,在SUBP 質(zhì)心測量3 個方向的加速度和角速度,在大腿部位測量3個位置的向彎矩,具體位置分別為F1、F2和F3;在膝部質(zhì)心測量向加速度和角速度,以及前交叉韌帶(Anterior Cruciate Ligament,ACL)、后交叉韌帶(Posterior Cruciate Ligament,PCL)、內(nèi)側(cè)副韌帶(Medial Collateral Ligament,MCL)位置的韌帶伸長量;在小腿部位測量T1、T2、T3 和T4 位置的向彎矩。

        圖1 aPLI結(jié)構(gòu)

        3 aPLI碰撞過程研究

        為了研究aPLI 在碰撞中的運(yùn)動過程,對某轎車H和某款SUV車型E進(jìn)行aPLI行人碰撞試驗。2021年版C-NCAP管理規(guī)則附錄B中,指定了腿型試驗區(qū)域網(wǎng)格點(diǎn)標(biāo)記和編號方法,按照其規(guī)定對車輛H和車輛E的保險杠蒙皮進(jìn)行碰撞區(qū)域的劃分及編號。鑒于車輛前端與aPLI接觸高度及車輛前端正面與前端邊緣結(jié)構(gòu)是影響試驗結(jié)果的關(guān)鍵因素,而車輛縱向中心平面向右平移400 mm 與保險杠區(qū)域外輪廓的交線(L+4)位置能夠代表正面,同時可規(guī)避對稱中心的特殊性,車輛縱向中心平面向右平移600 mm 與保險杠區(qū)域外輪廓的交線(L+6)位置處在前端邊緣,能夠代表不規(guī)則位置,確定以車輛H L+4位置和車輛E L+4、L+6位置為研究重點(diǎn),分別用H、E和E表示,進(jìn)行正式試驗。

        3.1 試驗錄像截屏分析

        3次試驗aPLI碰撞過程錄像截圖如圖2所示。

        圖2 aPLI試驗錄像截圖

        H試驗中:第5 ms 時,aPLI 處于直立狀態(tài);第10 ms 時,aPLI 小腿末端明顯向前彎曲,保險杠頂端開始潰縮變形;第15 ms 時,車體前端上沿部位對應(yīng)F3位置附近,卡在SUBP 下方,且發(fā)動機(jī)罩前端已發(fā)生變形,小腿末端向前彎曲更大;第15~30 ms,SUBP 向前下方傾斜,保險杠頂部區(qū)域被壓縮變形,小腿被向上蹺起;第30~45 ms,SUBP 與大腿產(chǎn)生夾角;第45 ms 后,發(fā)動機(jī)罩前端等被壓縮部分彈性復(fù)位,aPLI 被彈離;第150 ms時,aPLI騰空近似水平。

        E試驗中:第5 ms時,aPLI處于直立狀態(tài),保險杠頂端開始潰縮變形;第10 ms 時,aPLI 小腿末端向前彎曲,保險杠頂端潰縮,發(fā)動機(jī)罩前端被頂起;第15 ms時,保險杠頂端對應(yīng)髖關(guān)節(jié)部位,支撐在SUBP 后方偏下位置,小腿末端向前彎曲,但相對H彎曲角度較?。坏?5~25 ms,SUBP向前下方俯沖,保險杠頂部區(qū)域被壓縮變形,小腿被向上蹺起;第25~35 ms,SUBP 與大腿產(chǎn)生夾角;第35 ms 后,發(fā)動機(jī)罩前端等被壓縮部分彈性復(fù)位,aPLI 被彈離;第150 ms 時,aPLI 騰空與水平面夾角約60°。

        E試驗中:第5 ms 時,aPLI 小腿末端已向前輕微彎曲;第10 ms時,腿型頂部已開始前傾;第15 ms時,腿型開始翻轉(zhuǎn);第20 ms時,保險杠頂端托在SUBP前方偏下位置并已潰縮,腿型膝部位置弧度增大;第25 ms時,發(fā)動機(jī)罩前端被壓向下,小腿被向上蹺起;第30 ms時,SUBP前傾角度增大,與大腿之間夾角減小,保險杠頂部復(fù)位,發(fā)動機(jī)罩前沿被進(jìn)一步下壓;第40 ms后,發(fā)動機(jī)罩前端等被壓縮部分彈性復(fù)位,aPLI 被彈離,腿型發(fā)生扭轉(zhuǎn);第150 ms時,aPLI騰空與水平面夾角約30°。

        E試驗和H試驗相比,第25 ms前aPLI姿態(tài)比較相似,后續(xù)差別較大。

        3.2 發(fā)動機(jī)罩前沿碰撞分析

        試驗后發(fā)動機(jī)罩前端如圖3 所示:H試驗中SUBP 撞擊在發(fā)動機(jī)罩前端頂部,痕跡明顯;E試驗中SUBP 撞擊在發(fā)動機(jī)罩前沿位置,該處凹陷明顯;E試驗中發(fā)動機(jī)罩前端側(cè)沿有接觸痕跡,無明顯變形。

        圖3 試驗后發(fā)動機(jī)罩碰撞位置對比

        3.3 試驗加速度分析

        3 次試驗SUBP 的向加速度a和膝部的向加速度a對比如圖4 所示。圖4a 中:a在約第5 ms 時峰值為1 316 m/s,約第11 ms時峰值為1 105 m/s,約第15 ms 時出現(xiàn)撞擊過程中的最后一個峰值,約第28 ms時膝部翹起過程中加速度達(dá)到-250 m/s;a在約第5 ms時出現(xiàn)第一個峰值165 m/s,約第29 ms時出現(xiàn)最大峰值425 m/s,此后曲線開始下降;約第45 ms后,aa近似同步。圖4b中:a在約第2 ms時峰值為1 363 m/s,約第6 ms時峰值為1 950 m/s,約第11 ms時出現(xiàn)撞擊過程中的最后一個峰值,約第24 ms 時,膝部翹起過程中加速度達(dá)到-240 m/s;a在約第4 ms 時出現(xiàn)第一個峰值543 m/s,約第22 ms時出現(xiàn)最大峰值686 m/s,此后曲線開始下降;約第39 ms時,aa趨于同步。圖4c中:a在約第6 ms 時峰值為1 494 m/s,在約第8 ms 時峰值為1 264 m/s,在約第10 ms時出現(xiàn)撞擊過程中的最后一個峰值,在約第40 ms 時,在膝部翹起過程中加速度達(dá)到-312 m/s,此波峰波動持續(xù)至約第48 ms;a在約第5 ms時曲線出現(xiàn)第一個峰值226 m/s,約第10~23 ms出現(xiàn)持續(xù)波動波峰,最大峰值為226 m/s。E試驗與E試驗中aa前25 ms比較接近。

        圖4 中,a最后一個峰值出現(xiàn)時,a均處于上升起步階段。a上升是SUBP 已開始前傾碰撞所致,因此,結(jié)合膝部碰撞對應(yīng)區(qū)域通常為防撞橫梁加吸能塊,彈性變形很小,可以確認(rèn)膝部與碰撞區(qū)的脫離是因SUBP開始前傾蹺起小腿所致。

        圖4 SUBP ayu與膝部ayk

        3.4 碰撞過程綜合分析

        綜合圖2~圖4,aPLI 行人保護(hù)試驗過程可分成3 個階段:水平撞擊、SUBP 俯沖撞擊和SUBP 旋轉(zhuǎn)撞擊。水平撞擊階段,膝部近似水平撞擊保險杠至SUBP前傾小腿開始被蹺起,此時a出現(xiàn)最后一個峰值;SUBP 俯沖撞擊階段,aPLI以保險杠上端支撐區(qū)域為支點(diǎn),SUBP向前下方俯沖撞擊,小腿被向上蹺起,過程中支點(diǎn)區(qū)域受壓縮變形,俯沖撞擊過程至SUBP碰撞區(qū)域變形結(jié)束為止,結(jié)束時刻為a最后波峰時刻;SUBP旋轉(zhuǎn)撞擊階段,SUBP 所接觸部位變形完成,SUBP 俯沖受限,其剩余動能使其開始以髖關(guān)節(jié)為軸旋轉(zhuǎn),此過程中aPLI 被沿軸向提升,小腿依然被蹺起,該過程直至aPLI 彈離。aPLI彈離時刻可以定為aa趨于同步時刻,或錄像確認(rèn)腿型相對自由可以開始繞軸轉(zhuǎn)動時刻。按此方法劃分3次aPLI試驗過程如表1所示。

        表1 aPLI試驗過程劃分

        4 aPLI各部位傷害敏感性分析

        4.1 大腿傷害分析

        3 次aPLI 試驗中大腿彎矩M如圖5 所示。圖5中,3 次試驗M最大幅值分別出現(xiàn)在第36~45 ms、第26~33 ms和第25~31 ms范圍內(nèi),主要發(fā)生在SUBP旋轉(zhuǎn)撞擊階段,且主要發(fā)生在F3位置。

        圖5 aPLI試驗大腿彎矩Mxu

        4.2 膝部韌帶傷害分析

        3 次aPLI 試驗中膝部韌帶伸長量如圖6 所示。圖6 中,3 次試驗中均是MCL 伸長量最大,最大值分別出現(xiàn)在第29 ms、第15~26 ms 范圍內(nèi)和第30~44 ms 范圍內(nèi)。按碰撞階段劃分,H和E均發(fā)生在SUBP 俯沖撞擊結(jié)束前后,而E在SUBP 旋轉(zhuǎn)撞擊階段出現(xiàn)2 個峰值。由圖2 可知,相對轎車,SUV 車型保險杠上、下支撐點(diǎn)之間跨度大,對aPLI 的支撐作用更好,試驗中韌帶伸長量相對較小。由圖2~圖4 可知,對于同款車不同碰撞位置:水平撞擊和SUBP 俯沖撞擊階段,E中發(fā)動機(jī)罩前沿既發(fā)生塑性變形,也發(fā)生了彈性變形,保險杠正面對膝部碰撞作用較強(qiáng),膝部韌帶損傷相對較大,E中發(fā)動機(jī)罩前沿只發(fā)生下壓彈性變形,對SUBP緩沖作用弱,但膝部韌帶損傷偏輕;碰撞后期,E中發(fā)動機(jī)罩前沿彈性恢復(fù)過程中對SUBP 彈開作用明顯,彎曲的aPLI 快速復(fù)原,E中發(fā)動機(jī)罩前沿彈性變形復(fù)位過程中有明顯上挑SUBP、蹺起小腿的過程,該過程進(jìn)一步加重了aPLI 彎曲程度,加重了膝部韌帶損傷。

        圖6 膝部韌帶伸長量

        4.3 小腿彎矩傷害分析

        3 次aPLI 試驗小腿彎矩M如圖7 所示。由圖7 可知:H試驗中,在約第15 ms時,aPLI小腿T2和T3位置M幾乎同時達(dá)到最大值226 N·m,在約第29 ms 時,小腿T1 位置M達(dá)到最大值151 N·m;E試驗中,在約第7 ms時,小腿T3位置M達(dá)到峰值135 N·m,并在高位持續(xù)至第12 ms,在約第23 ms 時,小腿T1 位置M達(dá)到峰值136 N·m;E試驗中,在約第6 ms時,aPLI小腿T3位置M達(dá)到峰值103 N·m,并在高位持續(xù)至第10 ms,在約第44 ms時,小腿T1位置M達(dá)到峰值130 N·m。

        圖7 小腿彎矩Mxl

        建立aPLI 加速度aa與小腿彎矩M間的對應(yīng)關(guān)系如圖8所示。H試驗中:在水平撞擊階段,小腿T2和T3 位置Ma具有相關(guān)性。E試驗中:在水平撞擊階段,小腿T3位置Ma具有相關(guān)性;在SUBP俯沖撞擊階段,小腿T1位置Ma波峰及a波谷具有相關(guān)性。E試驗中:在水平撞擊階段,小腿T3位置Ma具有相關(guān)性;在SUBP旋轉(zhuǎn)撞擊階段,小腿T1位置Ma波谷具有相關(guān)性。

        圖8 ayk和ayu與小腿彎矩Mxl的關(guān)系

        5 結(jié)果討論

        5.1 車前端基于aPLI各部位傷害敏感性的設(shè)計思路

        按照依據(jù)aa和錄像信息,碰撞過程可分成3 個階段,大腿最大M最可能發(fā)生在F3處,發(fā)生在第3階段SUBP繞髖關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動通過大腿蹺起小腿過程中。韌帶最大伸長量發(fā)生在MCL處,發(fā)生在第2階段支點(diǎn)壓縮變形小腿蹺起過程中或第3 階段小腿蹺起過程中。小腿最大M可能發(fā)生在第1 階段,在與保險杠下支撐最接近位置,也可能發(fā)生在第3 階段,在T1 處,小腿被蹺起過程中,此時,小腿M最大值產(chǎn)生時刻與膝部韌帶伸長量最大值產(chǎn)生時刻基本相同。

        因此,可以確認(rèn)水平撞擊階段被吸收能量越多、保險杠頂端及發(fā)動機(jī)罩結(jié)構(gòu)對SUBP 的俯沖及旋轉(zhuǎn)限制越強(qiáng),aPLI整體傷害將越小。

        當(dāng)前,車輛前端基于行人保護(hù)碰撞支撐路徑通常有上、中、下3 條,上部路徑是發(fā)動機(jī)罩及保險杠頂部結(jié)構(gòu),中部路徑是前防撞梁及吸能塊,下部路徑是蒙皮格柵的下部支撐結(jié)構(gòu)。上部支撐結(jié)構(gòu)位置應(yīng)盡可能高,且規(guī)避對大腿區(qū)域直接產(chǎn)生近似水平支撐作用,下部支撐應(yīng)盡可能低,即盡可能增大對腿型的支撐范圍并規(guī)避對大腿的剪切支撐。3條支撐結(jié)構(gòu)強(qiáng)度應(yīng)略高,且有一定變形區(qū),即在水平撞擊過程中盡可能更多地吸收aPLI動能。相對而言,上部支撐結(jié)構(gòu)保險杠頂端強(qiáng)度要偏弱,在SUBP 俯沖撞擊過程中通過潰縮變形吸收SUBP動能,同時增大與SUBP的接觸面積,加強(qiáng)對SUBP俯沖與旋轉(zhuǎn)的限制。對于發(fā)動機(jī)罩前沿,在結(jié)構(gòu)設(shè)計上應(yīng)考慮對SUBP 俯沖和旋轉(zhuǎn)的限制及恢復(fù)彈性變形過程中對SUBP的加速彈離。另外,可嘗試對下部支撐路徑進(jìn)行彈性變形結(jié)構(gòu)設(shè)計,以便在小腿被蹺起時,彈性變形快速復(fù)位助推小腿加速離開,緩解SUBP蹺起小腿過程中對大腿、膝部和小腿帶來的傷害。

        5.2 aPLI結(jié)構(gòu)的合理性分析

        相對于FlexPLI,aPLI 增加了SUBP 來模擬人體上肢,提升了生物逼真性,提高了測試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和全面性,但在碰撞過程中存在SUBP以髖關(guān)節(jié)為軸相對大腿旋轉(zhuǎn)過程,且評價腿型傷害的關(guān)鍵數(shù)據(jù)最大值往往發(fā)生在此階段,而該旋轉(zhuǎn)過程能否準(zhǔn)確模擬人體下肢在側(cè)面碰撞過程中的生物力學(xué)特性有待商榷。

        6 結(jié)束語

        本文通過將aPLI 的運(yùn)動過程分為3 個階段進(jìn)行研究,指出了大腿最大彎矩、韌帶最大伸長量、小腿最大彎矩可能產(chǎn)生的階段。并提出,基于aPLI 的車輛前端結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)以碰撞前期盡可能吸收aPLI 動能,碰撞后期盡可能緩解小腿蹺起程度為目標(biāo)。

        猜你喜歡
        變形
        變形記
        談詩的變形
        中華詩詞(2020年1期)2020-09-21 09:24:52
        柯西不等式的變形及應(yīng)用
        “變形記”教你變形
        不會變形的云
        “我”的變形計
        會變形的折紙
        童話世界(2018年14期)2018-05-29 00:48:08
        變形巧算
        例談拼圖與整式變形
        會變形的餅
        国产精品一区成人亚洲| 亚洲精品乱码久久久久久金桔影视| 久久久久国产精品熟女影院| 欧洲亚洲第一区久久久| 国产成人精品中文字幕| 熟女人妻在线中文字幕| 精品欧洲av无码一区二区14| 国产偷国产偷亚洲清高| 国产AV无码无遮挡毛片| 久久亚洲中文字幕精品二区| 又色又爽又黄高潮的免费视频 | 人妻在线中文字幕视频| 国产一区二区av免费在线观看| 免费高清av一区二区三区 | 国产精品日本一区二区三区在线| 国产欧美精品aaaaaa片| 国产亚洲精品aaaaaaa片| 国产成人精品麻豆| 国产一区二区三区护士| 偷看农村妇女牲交| 亚洲首页一区任你躁xxxxx| 开心激情站开心激情网六月婷婷| 午夜精品免费视频一区二区三区 | 日韩av水蜜桃一区二区三区| 99久久精品国产一区二区| 猫咪www免费人成网最新网站 | 国产人妻久久精品二区三区老狼 | 亚洲av一二三四区四色婷婷| 亚洲中文字幕第一页在线| 在线视频一区二区在线观看| 久久精品亚洲熟女av蜜謦 | 国产亚洲日韩欧美久久一区二区 | 色窝窝免费播放视频在线| 成年女人片免费视频播放A| 久久狼精品一区二区三区| 日韩成人无码| 精品人伦一区二区三区蜜桃麻豆| 亚洲成av人片极品少妇| 欧美真人性野外做爰| 中文字幕国产91| 视频一区二区三区国产|