基于仿真分析的乘员小腿损伤改进.pdf

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1、10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.06.012基于仿真分析的乘员小腿损伤改进鲁后国，李铁柱，阚洪贵（安徽江淮汽车股份有限公司，安徽合肥230601）摘要：汽车正面碰撞过程中小腿损伤是最常见的损伤形式之一，乘员舱入侵往往会增加小腿的损伤几率。脚垫可以有效缓冲腿部载荷，降低小腿损伤。文章针对某车型正面碰撞中乘员小腿胫骨轴向载荷较大的问题，提出增加脚垫的方案，建立了该车型的乘员约束系统模型，并对该模型小腿运动和损伤进行了模型验证。基于该模型对脚垫方案进行了验证和优化，乘员约束系统仿真分析验证了方案的有效性，并制作脚垫样件，最终整

2、车试验验证了方案的工程实用性。关键字：小腿损伤；脚垫；正面碰撞；乘员约束系统分析中图分类号：U467.1文献标识码：A文章编号：1671-7988(2016)06-33-04ImprovementofOccupant’sTibiaInjuryBasedonSimulationAnalysisLuHouguo,LiTiezhu,KanHonggui（AnhuiJianghuaiAutomotiveCo.Ltd,AnhuiHefei230601）Abstract:Thetibiainjuryisoneofthemostcommonformsduringa

3、frontalimpact.Thepassengercompartmentintrusiontendstoincreasethechancesofleginjuries.Thefootpadscaneffectivelybufferloadandreducetibiainjury.Inthispaper,aimingattheproblemthattheaxialloadoftibiaisbiginfrontalimpact,thefootpadisused.Theoccupantrestraintsystemmodelisbuiltandvalid

4、ated.Basedonthemodeltheproposalisvalidatedandoptimized.Theoccupantrestraintsystemsimulationanalysisverifiestheeffectivenessoftheproposal,andthefootpadprototypeismade,thefinalvehicletestingverifytheengineeringpracticabilityoftheproposal.Keywords:TibiaInjury;FootPad;FrontImpact;O

5、ccupantRestraintSystemAnalysisCLCNO.:U467.1DocumentCode:AArticleID:1671-7988(2016)06-33-04分率仅为77.2%。腿部伤害通常是非致命损伤，不足以直接引言危机人体生命，但小腿胫骨骨折损伤恢复往往需要较长时间，有时可能导致永久的残疾，给患者带来严重伤害，给社会带随着C-NCAP的实施和不断升级，国内汽车企业对于车来巨大的经济损失。因此降低碰撞过程中的小腿损伤具有非辆安全也越来越重视，总体来说国内的汽车安全性能水平提[2-3]常重要的意义。升较快，多说汽车企业都开发了五

6、星级的车型，但针对乘员本文首先介绍了小腿的损伤指标，并针对某款车型正面个别部位的保护仍不理想，特别是针对小腿和胸部的保护仍[1]碰撞中乘员小腿轴向载荷偏大的问题，提出了增加脚垫的改存在较大的改进空间。针对2015年C-NCAP管理中心发布进方案，建立了乘员约束系统模型，并完成了小腿运动和轴的所有车型进行统计分析，正面碰撞中小腿的平均得分率仅向受力状态的模型验证，在该模型的基础上对脚垫方案进行为75.1%，略高于得分率最低的胸部，偏置碰撞中的小腿得了分析验证，并制作了脚垫样件，最终整车试验验证了脚垫作者简介：鲁后国，就职于安徽江淮汽车股份有限公司。对于

7、降低小腿的轴向载荷具有明显效果。2016年第6期鲁后国等：基于仿真分析的乘员小腿损伤改进341、小腿损伤指标某车型按照2015版C-NCAP管理规程要求完成了整车50km/h正面碰撞试验如图3所示。针对乘员舱完整性方面，小腿损伤主要表现在小腿胫骨的骨折，小腿承受轴向力前围歇脚板位置入侵量较小，但乘员侧小腿轴向力指标远远或是弯矩是造成骨折的主要原因，如图1所示。为此小腿胫超过了C-NCAP规定的2kN高性能限值，如图4所示，乘骨评价指标主要有两个：小腿胫骨轴向压缩力和胫骨指数TI员左小腿轴向力达到3.1kN，右小腿轴向力达到4kN。[4-5]（Tibi

8、aIndex）。小腿胫骨指数TI是综合考虑小腿承受轴向力和弯矩情况的损伤指标，是根据小腿轴向力FZ、MX和M