基于汽车前部结构参数的VRU头部损伤风险研究
发布时间：2025-05-15 03:14
由于缺乏保护,道路使用者中的弱势群体(VRU)在交通事故中往往面临着较高的伤亡风险。2018年世界卫生组织统计结果表明,每年由交通事故造成的人员死亡人数以攀升到135万人,其中VRU占比达到了 54%;中国道路交通事故统计年报显示2017年我国由交通事故造成的人员死亡人数为63772人,其中VRU占比达66.72%,且由颅脑损伤造成的死亡人数占比达到了77.18%。由于缺乏视频信息,传统的事故重建多关注于头部一次碰撞,很少考虑地面的影响。因此,在我国开展基于视频信息的VRU深度事故重建和头部损伤综合防护研究具有重要意义。本文首先基于弱势道路群体交通事故数据库VRU-TRAVi(the VRU Traffic Accident database with Video)筛选出具有清晰完整的视频信息以及详细损伤信息的VRU交通事故案例共10起,采用高精度事故重建方法完成VRU的运动学及损伤重建。重建结果表明:VRU的初始碰撞位置、在空中运动学响应、旋转角度、落地姿态以及着地部位等均与视频信息一致,人、车最终位置的误差范围在8%以内;且损伤重建中VRU头部的损伤部位及损伤严重度均与损伤信息一致。...
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 选题的背景与意义
1.2 VRU保护的研究内容和现状
1.2.1 国内外研究现状
1.2.2 法规研究
1.2.3 数值仿真模型
1.2.4 VRU保护措施
1.3 本课题的来源及研究重点
第二章 头部损伤生物力学及事故重建方法研究
2.1 头部损伤形式
2.1.1 头部与面部外伤
2.1.2 局灶性脑损伤
2.1.3 弥漫性脑损伤
2.2 头部损伤评价指标
2.2.1 基于头部整体运动学的评价指标
2.2.2 基于脑组织应力应变的评价指标
2.3 事故重建方法研究
2.3.1 传统事故重建
2.3.2 多体事故重建
2.3.3 多体与有限元耦合事故重建
2.4 本章小结
第三章 基于视频信息的高精度VRU事故重建
3.1 事故重建流程
3.2 车辆-行人事故重建
3.2.1 事故案例信息
3.2.2 多体与有限元模型
3.2.3 运动学重建
3.2.4 行人头部损伤重建
3.3 车辆-电动两轮车事故重建
3.3.1 事故案例信息
3.3.2 多体与有限元模型
3.3.3 运动学重建
3.3.4 骑车人头部损伤重建
3.4 头部损伤指标筛选
3.5 本章小结
第四章 基于车辆前部结构参数的仿真试验设计
4.1 概述
4.2 仿真试验设计
4.2.1 试验设计理论
4.2.2 试验设计矩阵
4.3 多体仿真分析
4.3.1 多体仿真模型搭建
4.3.2 多体运动学统计分析
4.4 有限元仿真分析
4.4.1 有限元模型验证
4.4.2 边界条件导入
4.4.3 头部损伤统计分析
4.5 本章小结
第五章 基于车辆前部结构参数的VRU头部损伤回归模型建立
5.1 多元回归模型建立
5.1.1 多元回归分析理论
5.1.2 多元回归模型的显著性检验
5.2 VRU头部-车辆碰撞回归模型的建立
5.2.1 HIC15
5.2.2 最大角加速度
5.2.3 最大主应变(MPS)
5.2.4 累计损伤应变(CSDM0.15)
5.3 VRU头部-地面碰撞回归模型的建立
5.3.1 HIC15
5.3.2 最大角加速度
5.3.3 最大主应变(MPS)
5.3.4 累计损伤应变(CSDM0.15)
5.4 回归模型的预测效能
5.4.1 头部损伤等级的确定
5.4.2 基于仿真分析的多元回归方程有效性验证
5.4.3 基于真实案例的多元回归方程有效性验证
5.5 友好型车辆前部结构参数设计
5.6 本章小结
结论与展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文以及所参与项目
附录
本文编号：4046157
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 选题的背景与意义
1.2 VRU保护的研究内容和现状
1.2.1 国内外研究现状
1.2.2 法规研究
1.2.3 数值仿真模型
1.2.4 VRU保护措施
1.3 本课题的来源及研究重点
第二章 头部损伤生物力学及事故重建方法研究
2.1 头部损伤形式
2.1.1 头部与面部外伤
2.1.2 局灶性脑损伤
2.1.3 弥漫性脑损伤
2.2 头部损伤评价指标
2.2.1 基于头部整体运动学的评价指标
2.2.2 基于脑组织应力应变的评价指标
2.3 事故重建方法研究
2.3.1 传统事故重建
2.3.2 多体事故重建
2.3.3 多体与有限元耦合事故重建
2.4 本章小结
第三章 基于视频信息的高精度VRU事故重建
3.1 事故重建流程
3.2 车辆-行人事故重建
3.2.1 事故案例信息
3.2.2 多体与有限元模型
3.2.3 运动学重建
3.2.4 行人头部损伤重建
3.3 车辆-电动两轮车事故重建
3.3.1 事故案例信息
3.3.2 多体与有限元模型
3.3.3 运动学重建
3.3.4 骑车人头部损伤重建
3.4 头部损伤指标筛选
3.5 本章小结
第四章 基于车辆前部结构参数的仿真试验设计
4.1 概述
4.2 仿真试验设计
4.2.1 试验设计理论
4.2.2 试验设计矩阵
4.3 多体仿真分析
4.3.1 多体仿真模型搭建
4.3.2 多体运动学统计分析
4.4 有限元仿真分析
4.4.1 有限元模型验证
4.4.2 边界条件导入
4.4.3 头部损伤统计分析
4.5 本章小结
第五章 基于车辆前部结构参数的VRU头部损伤回归模型建立
5.1 多元回归模型建立
5.1.1 多元回归分析理论
5.1.2 多元回归模型的显著性检验
5.2 VRU头部-车辆碰撞回归模型的建立
5.2.1 HIC15
5.2.3 最大主应变(MPS)
5.2.4 累计损伤应变(CSDM0.15)
5.3 VRU头部-地面碰撞回归模型的建立
5.3.1 HIC15
5.3.3 最大主应变(MPS)
5.3.4 累计损伤应变(CSDM0.15)
5.4 回归模型的预测效能
5.4.1 头部损伤等级的确定
5.4.2 基于仿真分析的多元回归方程有效性验证
5.4.3 基于真实案例的多元回归方程有效性验证
5.5 友好型车辆前部结构参数设计
5.6 本章小结
结论与展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文以及所参与项目
附录
本文编号：4046157
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