基于THUMS人体模型的正撞乘员伤害研究.pdf

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1、2016年(第38卷)第8期汽车工程Automo“veEngineering2016149基于THUMS人体模型的正撞乘员伤害研究高继东1’2，祁志楠(1．中国汽车技术研究中心，天津300300；’，谢书港1，崔东12．河北工业大学机械工程学院，天津300130)[摘要]通过标定后的50km／h正撞台车模型，分析了THuMs人体模型和Hy¨dIII假人模型头部和胸部的伤害指标，验证了THuMs人体模型和Hy¨dIⅡ假人在评估人体头部和胸部损伤方面的一致性，得出了THuMs人体模型在评估正撞乘员头部和胸部伤害方面具有较高精度的结论。通过优化后的台车模型，进一步分

2、析了两种模型头部与胸部的伤害指标。结果表明，THuMs人体模型在评估大脑、颅骨、肋骨和心脏与肺部等内脏器官的损伤方面明显优于HybridIII假人。总的来说，THuMs人体模型能更全面地评估和预测人体损伤，有利于约束系统和损伤评估标准的改进和完善。关键词：正面碰撞；THuMS人体模型；HybridIII假人；乘员损伤AStudyonOccupantInjuryinFrontalCrashBasedonTHUMSHumanModelGaoJidon91”，QiZhinanl一，XieShugan91&CuiDon911．c^iMAMfo啪￡i抛％c^加肠gyⅡ蒯

3、如seⅡrc^Center，兀Ⅱ埘n300300；2．sc}toot《Me龇比dEngtneertng．HebetUnhrstty西Rchnology，Tknjh3∞、30『Abstract]Withthef而ntalcrashsledmodelcalibratedat50kn∥h，theheadandehestinjuIyindicesofTHUMShumanmodelandHvbridIIIdummymodelareanalyzed，ve打fyingtheconsistencvbetweenTHUMSmodelandHybridIIIdummyinasse

4、ssingheadandchestinjuIyindicesanddrawingaconclusionthatTHUMSmodelhashigheraccuracybycomparison．Furthe丌nore，theheadandchestirljuryindiceswithtwomodelsareanalyzedagainwithoptimizedsledmodel．TheresultsshowthatTHUMSmodelisobviouslysuperiortoHybridIIIdummyinassess-ingtheinjuriesofbrain，s

5、kull，“bsandintemalorganslikeheartandlung．Onthewhole，THUMSmodelcanmorecomprehensivelyassessandpI．edicttheinjuriesofhumanbody，conducivetotheimpmvementandpeI’f色ctionofoc—cupantrestraintsystemandinjuryassessmentstandard．Keywords：frontalcrash；THUMShumanmodel；HybridIⅡdummy；occupantinjury日

6、IJ舌HybridIII有限元假人是根据人体特征简化的假人模型，它通过简化的1D单元和配重来模拟人体很多的组织器官(见图1)。HybridIII假人内部装有多个传感器，这些传感器分别安装在假人的不同部位(头部和胸部质心等)，通过分析处理传感器采集到的数据，得到HybridIII假人的伤害评价参数(如加速度、位移量等)。但是HybridIII假人的伤害评价参数不能直接反映人体各组织器官的伤害情况，需要经过处理来实现人体损伤的评估和预测。THuMs人体模型是在人体解剖学的基础上，结合高分辨率医学cT全方位地对人体内部结构组织进行模拟的生物力学有限元模型(图2)。T

7、HuMs人体模型根据人体特征赋予真实的材料属性和运动关系。将THuMs人体模型应用到汽车被动安全开发中，能将冲撞时的人体实际状况最大限度地再现出来，同时还能准确预测人体各个部位的伤害情况。1J。因此，THuMs人体模型对改善汽车安全性能，减小汽车碰撞过程中人体的损伤具有十分重要的现实意义和工程应用价值。原稿收到日期为2叭5年6月4日，修改稿收到日期为2015年9月2日。·948·汽车工程2016年(第38卷)第8期驴。。a)HybridIII假人头部模型《(b)HybridIII假人胸部模型钭1II、¨itlIIlf}矍人模型脑膜大脑a)THuMs头部模型骨动

8、脉淑(b)THuMs胸部模型图2THu