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1、第一节 乘员碰撞伤害的研究第二节 伤害评价,第三章 乘员碰撞伤害与伤害的评价,第一节 乘员碰撞伤害的研究,汽车被动安全性研究的宗旨是通过生物力学研究人体伤害机理、人体对碰撞的忍受能力，以制订伤害评价指标。在事故中最大可能地避免或减缓对乘员的伤害。伤害生物力学主要研究机械载荷，尤其是冲击载荷对人体的影响。当机械载荷作用于人体时，人体响应区域就会发生机械上和生理上的变化，这就是生物力学响应。当生物力学响应使生物体的变形超过了可恢复极限时，将引起组织结构的损伤和正常机能的改变，也就产生了伤害。,第二章 乘员碰撞伤害与伤害的评价,第二章 乘员碰撞伤害与伤害的评价,人体在碰撞中的伤害源：二次碰撞;车体结
2、构对乘员舱的侵入;乘员约束系统本身由于设计或使用不当产生的副作用;乘员身体暴露车外.,第二章 乘员碰撞伤害与伤害的评价,人体在碰撞中的伤害一般概括为以下几部分：表皮层的伤害神经系统的伤害胸部的损伤腹部的损伤骨折和韧带伤害面部伤害,人体伤害的评估分为伤害分级和定量测量两类。前者从解剖学角度出发，根据受伤的位置、伤害的类型和相应的程度来描述伤害。它描述的是伤害本身，而不是伤害造成的后果。后者是在试验室碰撞试验中使用假人评价整车或汽车安全保护系统安全性能的主要方法,第二章 乘员碰撞伤害与伤害的评价,定性研究简明伤害分级,被全世界普遍接受的解剖学上的标准是简明伤害标准（AISAbbreviated I
3、njury Scale）。AIS是一种对生命威胁程度的分级。每个AIS水平都有一个生物力学容限。,第二节 伤害的评价,第二章 乘员碰撞伤害与伤害的评价,第二章 乘员碰撞伤害与伤害的评价,第二章 乘员碰撞伤害与伤害的评价,正碰中乘员身体各部位受到伤害的频率,对伤害进行定量测量头部的耐冲击性和伤害指标 胸部的耐冲击性和伤害指标大腿骨伤害标准颈部伤害指标完全伤害评价,第二章 乘员碰撞伤害与伤害的评价,1.头部伤害指标定量地评价头部碰撞忍受能力的基础是Wanyne State 耐力曲线WSTC(Wanyne State Tolerance Curve)。WSTC给出了头部接触碰撞时造成头部严重伤害的线
4、性加速度与冲击持续时间之间的关系，图中纵坐标是“有效”加速度（或称为平均加速度），横坐标是该加速度冲击的持续时间。将加速度值与冲击持续结合起来评价头部伤害，如果位于曲线上方区域则很可能造成头部损伤（AIS3）,即超出头部的忍受极限；如果位于WSTC曲线下方区域，则低于头部忍受极限。,第二章 乘员碰撞伤害与伤害的评价,第二章 乘员碰撞伤害与伤害的评价,第二章 乘员碰撞伤害与伤害的评价,WPTC曲线中 16ms 这一段使用新鲜尸体试验测量头部与一刚性平板碰撞的加速度响应获得的；调节平板上的缓冲器改变冲击持续时间，610 ms 这一段是通过尸体试验与动物头脑挤压相对的方法测量获得的；长持续时间的冲击
5、是采用志愿者人体试验获得的。把不会造成头部伤害的加速度水平作为 WPTC曲线的渐近线，这一渐近值最初提议是42g，后来提议增加到80g。,第二章 乘员碰撞伤害与伤害的评价,式中：a(t)头部质心的合成加速度，g;碰撞过程中的任意两时刻，s,第二章 乘员碰撞伤害与伤害的评价,HIC（Head Injury Criterion),2.胸部3ms准则胸部是继头部后最应受保护的器官。胸廓骨架包括12块胸椎骨，胸骨和相对刚硬但可活动的保护壳。通常所说的人胸部受伤严重程度的容限水平（AIS4）是指作用在上胸部重心处的作用时间为3ms或更长时间的线性加速度最大值为60g。因此这个准则并不是简单的建立在最大值
6、基础上，而是建立在可承受得线性加速度水平上。,第二章 乘员碰撞伤害与伤害的评价,3.胸部压缩量胸部压缩量定义了躯干和肋骨的最大压缩量。它表明了胸部骨折的情况。,第二章 乘员碰撞伤害与伤害的评价,4.粘性伤害胸骨的挤压变形指标不能很好的反映较高速度碰撞造成的伤害的可能性。碰撞能量相同的碰撞试验表明，不同碰撞速度时造成的最大挤压变形几乎是相同的，但随着碰撞速度的提高用AIS衡量的伤害却在增加。当碰撞速度小于3m/s时，挤压变形指标是比较适合的；但碰撞速度提高到30 m/s时，则必须同时考虑挤压变形和挤压变形速度；对于更高速度的冲击（爆炸），挤压变形速度对伤害显得更重要.,第二章 乘员碰撞伤害与伤害
7、的评价,第二章 乘员碰撞伤害与伤害的评价,第二章 乘员碰撞伤害与伤害的评价,粘性指标VC(Viscous)：变形速度V(t)和相对挤压变形量G(t)的乘积，变形速度V(t)由变形量D(t)差分计算获得，V(t)=dD(t)/dt G(t)=D(t)/D D为躯干的初始厚度VC的单位为 m/s,第二章 乘员碰撞伤害与伤害的评价,5.腿部伤害评价（1）大腿骨轴向压缩力（N）（2）小腿骨轴向压缩力（N）6.颈部伤害评价（1）向前弯曲力矩（Nm）（2）向后弯曲力矩（Nm）（3）轴向拉伸力（N）（4）轴向压缩力（N）（5）剪切力（N）,第二章 乘员碰撞伤害与伤害的评价,7.侧面撞击胸部伤害指数 TTI(
8、Thoracic Trauma Index)TTI=1.4 AGE+0.5(RIBY+T12Y)MASS/Matd 式中:TTI 胸部伤害指数,g;ACE 用于试验的人体年龄，岁;RIBY 第 4、8 根肋骨的侧面加速度峰值，g;T12Y 第12节胸部脊椎骨的侧面加速度峰值，g;MASS 用于试验的人体质量,kg;Matd 标准人体的质量,Matd=75kg;对于50百分位男性假人,TTI可简化为:TTI=0.5(RIBY+T12Y),第二章 乘员碰撞伤害与伤害的评价,8.WIC:正则化的伤害评估值WIC=0.6,式中HIC36头部伤害准则的数值C3MS胸部3MS准则的数值，单位为gCCOMP胸部压缩量，单位为m左大腿骨最大轴向力，单位为kN右大腿骨最大轴向力，单位为kN,第二章 乘员碰撞伤害与伤害的评价,
