基于发动机罩板体素数据的头部碰撞损伤快速预测

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作者 陈光 尚云龙 +2 位作者 张君媛 唐洪斌 孙秀秀 《汽车技术》 北大核心 2025年第10期52-62,共11页

为了快速评估车辆开发阶段不同车辆发动机罩板结构的行人保护性能,提出了一种基于三维体素数据的机器学习预测方法。首先,基于7辆车的有限元模型构建以罩板头部碰撞点为中心的三维体素数据集,精确表征罩板的复杂三维结构;其次,利用3D-CN... 为了快速评估车辆开发阶段不同车辆发动机罩板结构的行人保护性能,提出了一种基于三维体素数据的机器学习预测方法。首先,基于7辆车的有限元模型构建以罩板头部碰撞点为中心的三维体素数据集,精确表征罩板的复杂三维结构;其次,利用3D-CNN自编码器对三维体素数据进行无监督特征学习,生成1000维的编码数据集;随后,通过PCA线性降维技术过滤噪声特征,得到224维PCA数据集;最后,对比数据集在4种机器学习模型上的性能。试验结果表明:224维PCA数据集的预测效果更优,其中,SVR模型对HIC和a峰的预测决定系数R²分别达到98.86%和98.44%,显著提升了预测精度和泛化能力。此外,单辆车超过100组碰撞点的计算时间缩短至10 s内,大幅提高了汽车安全性能开发效率。 展开更多

关键词 行人保护 机器学习 头部损伤指标 罩板结构 3D-CNN 自编码器

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非法规侧面碰撞工况下近远端乘员损伤风险

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作者 韩勇 徐国超 +2 位作者 李明旺 潘迪 张海洋 《汽车安全与节能学报》 北大核心 2025年第1期57-65,共9页

为提高车辆在真实事故中的安全性能,进行了非法规侧面碰撞工况下乘员的运动学响应及损伤风险研究。建立了2款车型(轿车和运动型多用途汽车SUV)在3种碰撞工况(前角碰撞、斜角碰撞、中部碰撞)中与轿车侧面碰撞的有限元仿真模型;采用Abaqu... 为提高车辆在真实事故中的安全性能,进行了非法规侧面碰撞工况下乘员的运动学响应及损伤风险研究。建立了2款车型(轿车和运动型多用途汽车SUV)在3种碰撞工况(前角碰撞、斜角碰撞、中部碰撞)中与轿车侧面碰撞的有限元仿真模型;采用Abaqus全球侧碰假人WorldSID的50th男性假人。结果表明:不同碰撞工况对近端、远端乘员运动学响应和头部、胸部损伤均有显著影响;在SUV-轿车-斜角碰撞工况下,远端乘员头部损伤风险远大于近端乘员,其中头部伤害指标HIC15值达3011,远超严重损伤限值700;在SUV-轿车-中部碰撞工况下,近端乘员的胸部压缩量57.5 mm,腹部压缩量为88.7 mm,均超过损伤限值。 展开更多

关键词 车辆安全 侧面碰撞 近远端乘员 损伤风险 头部损伤指标(hic) 50th假人 有限元法

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汽车与摩托车碰撞事故中骑车人头部损伤研究 被引量：4

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作者 冉启林 张道文 +1 位作者 刘峰 张光辉 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期26-31,共6页

为研究摩托车骑车人与汽车碰撞后的动力学响应规律,基于国家车辆事故深度调查体系（NAIS）中的一个真实案例,利用PC-Crash软件建立摩托车与汽车前部成90°的碰撞模型,在此基础上,开展仿真模拟试验,研究骑车人坐姿和车速对摩托车骑... 为研究摩托车骑车人与汽车碰撞后的动力学响应规律,基于国家车辆事故深度调查体系（NAIS）中的一个真实案例,利用PC-Crash软件建立摩托车与汽车前部成90°的碰撞模型,在此基础上,开展仿真模拟试验,研究骑车人坐姿和车速对摩托车骑车人头部损伤的影响。结果表明：轿车车速一定时,骑车人头部损伤指标（HIC）值随骑车人坐姿｜θ｜增大而增大;骑车人头部与轿车开始碰撞的时刻随骑车人坐姿｜θ｜增大而来得早。摩托车车速一定时,骑车人HIC值随骑车人坐姿｜θ｜增加而增加;骑车人头部与轿车开始碰撞的时刻随骑车人坐姿｜θ｜增加而来得早。 展开更多

关键词 骑车人 头部损伤指标(hic) 坐姿 事故重建 PC-CRASH

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骑车人躯干姿态对头部损伤影响研究 被引量：2

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作者 周华 唐梅 +3 位作者 刘峰 张爱红 李平飞 谭正平 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期174-179,共6页

为研究电动二轮车与SUV正面碰撞事故形态中,骑车人头部损伤指标(HIC)与躯干横摆角、前倾角及参与方碰撞速度的关系,基于MADYMO软件验证后的运动型多用途车(SUV)与电动二轮车多刚体模型设计仿真试验。结果表明:骑车人HIC值随躯干横摆角... 为研究电动二轮车与SUV正面碰撞事故形态中,骑车人头部损伤指标(HIC)与躯干横摆角、前倾角及参与方碰撞速度的关系,基于MADYMO软件验证后的运动型多用途车(SUV)与电动二轮车多刚体模型设计仿真试验。结果表明:骑车人HIC值随躯干横摆角的增大逐渐减小;电动二轮车车速不超过15 km/h或SUV车速超过50 km/h时,骑车人HIC值随躯干前倾角的增大逐渐减小;电动二轮车车速超过15 km/h或SUV车速不超过50 km/h时,骑车人HIC值随躯干前倾角的增大先增大后减小;提前同时增大骑车人躯干横摆角和前倾角可降低骑车人头部损伤程度。 展开更多

关键词 电动二轮车 运动型多用途车(SUV) 骑车人 躯干 横摆角 前倾角 头部损伤指标(hic)

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基于CART决策树的车辆与行人碰撞中头部损伤风险预测 被引量：1

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作者 韩勇 罗金镕 +3 位作者 何勇 吴贺 林旭洁 蔡鸿瑜 《汽车安全与节能学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期536-543,共8页

为快速预测汽车碰撞行人头部损伤风险,建立了一种基于多刚体系统动力学仿真方法和分类回归决策树(CART)的预测模型。参考欧洲新车评价规程(Euro-NCAP),开发了具有精细化刚度特征的车辆前部结构多体模型;以行人尺寸、初始车辆速度和行人... 为快速预测汽车碰撞行人头部损伤风险,建立了一种基于多刚体系统动力学仿真方法和分类回归决策树(CART)的预测模型。参考欧洲新车评价规程(Euro-NCAP),开发了具有精细化刚度特征的车辆前部结构多体模型;以行人尺寸、初始车辆速度和行人速度、人车碰撞位置、相对角度为变量,通过全因子设计试验方法,建立了4500组多体仿真模型;采用CART模型,挖掘变量与动力学响应参数的关联性。结果表明:车辆初始碰撞速度是影响行人头部动力学响应的关键因素;该模型对于碰撞速度和头部损伤准则(HIC15)值的预测精度分别为87.5%和86.8%,平均预测耗时为42.7ms,两者均具有较高的预测精度和决策能力。该结果可为制定行人头部损伤风险评估实验和损伤防护研究提供理论参考依据。 展开更多

关键词 汽车安全 碰撞事故 头部损伤准则(hic) 车辆前部结构 决策树预测模型 头部动力学响应 分类回归决策树(CART)

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轻度创伤型大鼠颅脑前后向-侧向碰撞HIC值等效研究 被引量：1

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作者 王国祥 朱林娜 +7 位作者 王讯 陈秋菊 熊涛 罗庆航 于佳 许竞毓 尹志勇 刘盛雄 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期730-735,共6页

目的探讨通过运动诱发电位(motor evoked potential,MEP)和β-淀粉样前体蛋白(β-amyloid precursor protein,β-APP)免疫组化(immunohistochemistry,IHC)互相验证结合的方法,对轻度颅脑损伤下大鼠颅脑前后向-侧向碰撞损伤进行头部损伤... 目的探讨通过运动诱发电位(motor evoked potential,MEP)和β-淀粉样前体蛋白(β-amyloid precursor protein,β-APP)免疫组化(immunohistochemistry,IHC)互相验证结合的方法,对轻度颅脑损伤下大鼠颅脑前后向-侧向碰撞损伤进行头部损伤指标(head injury criterion,HIC)等效转换研究。方法健康成年雄性SD大鼠60只,随机分为0 m对照组、0.5 m前后向和0.5 m侧向损伤组、1 m前后向和1 m侧向损伤组(每组12只),对照组不进行打击实验。IHC组在打击致伤后和对照组一起进行过量麻醉取材,制作β-APP免疫组化染色切片,并测定切片的脑干锥体束区域内的阳性细胞面积占比和积分光密度(integral optical density,IOD)。MEP组分组和IHC组相同,在致伤后和对照组一起进行MEP波幅检测。结果随致伤高度的增加,致伤组MEP下降幅度、阳性细胞面积占比及IOD也明显增大。致伤高度较小时,IHC组比MEP组的灵敏度更高。损伤程度相同时,侧向HIC小于前后向。HIC相同时,侧向的损伤程度大于前后向。结论利用MEP和β-APP联合评估可以为颅脑前后向-侧向碰撞损伤HIC等效转换研究提供实验参考。 展开更多

关键词 组织病理学 运动诱发电位 脑干锥体束 头部损伤指标 颅脑碰撞

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行人头部冲击载荷下风挡玻璃的模拟和试验验证 被引量：10

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作者 刘奇 刘军勇 +2 位作者 苗强 陈国强 王大志 《汽车安全与节能学报》 CAS 2011年第2期128-133,共6页

行人头部和风挡玻璃的碰撞是造成行人严重受伤和死亡的重要原因。本文进行了行人头部模块冲击风挡玻璃的有限元模拟和试验验证。有限元模型采用壳单元和体单元分别代表风挡玻璃的各夹层结构,假设中间夹层聚乙烯醇缩丁醛(PVB)薄膜不失效... 行人头部和风挡玻璃的碰撞是造成行人严重受伤和死亡的重要原因。本文进行了行人头部模块冲击风挡玻璃的有限元模拟和试验验证。有限元模型采用壳单元和体单元分别代表风挡玻璃的各夹层结构,假设中间夹层聚乙烯醇缩丁醛(PVB)薄膜不失效,玻璃层采用最大主应变准则模拟其失效。运用头部伤害指标(HIC),将有限元模拟结果与欧洲新车评价规程(Euro NCAP)行人头部模块撞击风挡玻璃试验进行对比分析。结果表明:从HIC值和撞击裂纹产生的范围来看,本模拟方法可以较准确地预测行人头部受伤程度和风挡玻璃的失效模式,可为安全评价和车辆开发提供借鉴。 展开更多

关键词 行人头部 风挡玻璃 有限元(FE)模型 欧洲新车评价规程(Euro NCAP) 失效 头部伤害指标(hic)

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车辆碰撞中驾驶员手部主动响应对人体损伤的特性 被引量：1

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作者 杨欣 秦豪毅 +4 位作者 马帅 宋家锋 朱勇 王瑞祥 许述财 《汽车安全与节能学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期544-554,共11页

研究了车辆碰撞环境下驾驶员手部在方向盘上的主动响应及对人体损伤的影响,以便对于人体损伤标准完善及车辆安全防护设计,提供参考数据。将假人手部结构重建,使手部具备抓握能力。利用关节约束力矩模拟抓握力,设置手部具有抓握力及抓握... 研究了车辆碰撞环境下驾驶员手部在方向盘上的主动响应及对人体损伤的影响,以便对于人体损伤标准完善及车辆安全防护设计,提供参考数据。将假人手部结构重建,使手部具备抓握能力。利用关节约束力矩模拟抓握力,设置手部具有抓握力及抓握方向盘不同位置的仿真模型,计算获得假人各部位损伤数值,与标准假人损伤对比。结果显示:抓握状态下,头部伤害指标(HIC)峰值增加37.5%,颈部伸张力矩最大值减少22.3%,胸部压缩量最大值减少3%,大腿压缩力峰值减少36.5%。将方向盘划分为表盘的位置方位,手部位置在11点和4点方位时,头部HIC峰值最大;手部位置在8点和4点方位时,胸部压缩量和大腿压缩力峰值最大。碰撞中驾驶员手部主动响应对人体损伤影响较大。 展开更多

关键词 汽车碰撞 中国体征假人 手部主动响应 人体损伤 头部伤害指标(hic) 胸部压缩量 大腿压缩力

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男性行人与SUV正碰后的运动形态及损伤研究 被引量：1

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作者 张鹏 张道文 +2 位作者 肖凌云 彭一峻 杨苓 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期25-30,共6页

为降低人车正面碰撞事故中男性行人的损伤程度,利用放缩法建立我国50百分位男性身高168.5cm,体质量为50.5、65.5、75.5、80.5 kg等4种体型的男性行人模型;在MADYMO仿真分析环境中建立上述不同体型的男性行人与运动型多功能车(SUV)在不... 为降低人车正面碰撞事故中男性行人的损伤程度,利用放缩法建立我国50百分位男性身高168.5cm,体质量为50.5、65.5、75.5、80.5 kg等4种体型的男性行人模型;在MADYMO仿真分析环境中建立上述不同体型的男性行人与运动型多功能车(SUV)在不同碰撞速度、不同最大制动减速度下的正面碰撞模型,开展仿真试验,研究碰撞后男性行人运动形态和头部损伤情况。结果表明:碰撞车速决定碰撞后男性行人运动形态,且显著影响男性行人头部损伤来源;碰撞车速为30～80 km/h,男性行人头部损伤主要是与地面碰撞所致;碰撞车速大于90 km/h,男性行人头部损伤主要是与SUV碰撞所致;男性行人体型越肥胖,与SUV碰撞所致的头部伤害指标值(HIC)越小;最大制动减速度越大,男性行人与SUV碰撞所致的头部HIC值越小,头部与SUV碰撞时刻越晚。 展开更多

关键词 正面碰撞 运动形态 头部伤害指标值(hic) 体型 最大制动减速度 运动型多功能车(SUV) MADYMO

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汽车夹层风挡玻璃的数值模拟和试验验证 被引量：2

10

作者 王栋 王亚军 +3 位作者 施欲亮 吴沈荣 赵正 吴特 《汽车安全与节能学报》 CAS CSCD 2014年第3期263-269,共7页

在车辆开发过程中对夹层风挡玻璃的研究,对提高车辆对行人的保护性能具有重要意义。本文建立了汽车风挡夹层玻璃的有限元模型。该模型中,聚乙烯醇缩丁醛(PVB)薄膜层采用实体单元,玻璃层采用壳单元和实体单元,使用最大主应变准则模拟玻... 在车辆开发过程中对夹层风挡玻璃的研究,对提高车辆对行人的保护性能具有重要意义。本文建立了汽车风挡夹层玻璃的有限元模型。该模型中,聚乙烯醇缩丁醛(PVB)薄膜层采用实体单元,玻璃层采用壳单元和实体单元,使用最大主应变准则模拟玻璃开裂。采用5 mm的壳单元混合型网格的有限元模型,模拟计算了行人头部撞击风挡玻璃底部位置和车顶的抗压、加速度、侵入量、头部伤害指标(HIC)和玻璃破碎形态,并和试验进行了对比。结果表明:该模型可以模拟行人头部伤害程度及玻璃的断裂形状,可为车辆风挡玻璃设计及优化提供帮助。 展开更多

关键词 汽车 行人保护 夹层风挡玻璃 数值模拟 聚乙烯醇缩丁醛(PVB) 头部伤害指标(hic)

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坐姿人体的冲击动力学响应分析 被引量：8

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作者 颜璘娟 杨智春 罗亨存 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2010年第9期151-154,200,共5页

基于人体生物动力学模型简化原则建立了坐姿人体二维有限元模型,计算得出人体坐姿模型在不同冲击工况下的动力学响应。结果表明,坐姿人体受垂直方向冲击时,头部加速度和速度响应较大,同时头部伤害指标值(Head Injury Criterion,HIC)远... 基于人体生物动力学模型简化原则建立了坐姿人体二维有限元模型,计算得出人体坐姿模型在不同冲击工况下的动力学响应。结果表明,坐姿人体受垂直方向冲击时,头部加速度和速度响应较大,同时头部伤害指标值(Head Injury Criterion,HIC)远大于水平冲击时的头部伤害指标值。受水平冲击时,人体腰部的加速度响应较大。在提供安全带保护的情况下,尽管骨盆处安全带能起到一定的保护作用,但肩部安全带的保护效果更为明显;此外,同时使用肩部和骨盆处安全带能大幅降低坐姿人体的加速度响应和头部伤害指标,是一种有效的安全保护措施。 展开更多

关键词 冲击 动力学响应 头部伤害指标(hic) 坐姿人体

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汽车生产年份和乘员乘坐位置对侧面碰撞下乘员伤害的影响(英文) 被引量：1

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作者 刘洋 赖兴华 马春生 《汽车安全与节能学报》 CAS 2012年第4期313-318,共6页

研究了不同年份生产的四门轿车对不同乘坐位置乘员在侧面碰撞中的保护效果。碰撞数据来源于 NHTSA NCAP的可移动变形壁障碰撞试验 (MDB) 数据库。分析了被测试车辆的几何特征和碰撞后的压溃变形。用头部伤害指标 HIC、胸部伤害指标TTI ... 研究了不同年份生产的四门轿车对不同乘坐位置乘员在侧面碰撞中的保护效果。碰撞数据来源于 NHTSA NCAP的可移动变形壁障碰撞试验 (MDB) 数据库。分析了被测试车辆的几何特征和碰撞后的压溃变形。用头部伤害指标 HIC、胸部伤害指标TTI 和骨盆横向加速度峰值 PPLA 等损伤参数,评估碰撞过程中乘员不同身体部位遭受严重伤害风险。结果表明:不同乘坐位置乘员的所有伤害指标均随着汽车生产年份的增加而降低;新车型中后排乘员的胸部和头部伤害风险比前排乘员高;乘员约束系统的有效性和乘员的乘坐位置紧密相关。因此,应加强汽车后排乘员的伤害机理的研究和保护胸部和头部安防设计。 展开更多

关键词 汽车碰撞安全 侧面碰撞 后排座椅 头部伤害指标(hic) 胸部伤害指标(TTI) 骨盆横向加速度峰值(PPLA) 可移动变形壁(MDB) 新车评价规程(NCAP)

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