側(cè)面簾式安全氣囊在汽車碰撞事故中發(fā)揮的作用
側(cè)面簾式安全氣囊在汽車碰撞事故中發(fā)揮著保護(hù)人體頭部免受或減輕受傷害的重要作用，然而如何最優(yōu)地發(fā)揮安全氣囊的保護(hù)功能依然是設(shè)計(jì)中需要關(guān)注的重點(diǎn)和難點(diǎn)。
隨著汽車工業(yè)的發(fā)展以及汽車數(shù)量的增加，盡管大量學(xué)者和研究機(jī)構(gòu)在如何提高汽車安全性上做了大量深入的研究和采取了很多有效的防范措施，然而交通事故仍然在呈上升趨勢，交通事故傷亡成為威脅人類自身安全的世界第一大公害。
從各國統(tǒng)計(jì)分析的數(shù)據(jù)顯示，側(cè)面碰撞在整個交通事故中占有非常高的比重，僅從我國道路交通事故統(tǒng)計(jì)年報(bào)看側(cè)面碰撞依然是發(fā)生頻率最高和造成人員傷亡最多的事故形態(tài)：2005年我國發(fā)生的交通事故中，正面碰撞占26.43，而側(cè)面碰撞占39.5。因側(cè)面碰撞造成的人員傷亡占37.36，同樣高于正面碰撞的27.73，根據(jù)美國高速公路安全管理局的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2009年中，美國有超過200萬的人在車禍中受傷，以及超過3萬人在車禍中喪命。而在這些車禍中，側(cè)面碰撞所占的比例亦高達(dá)40%。
因此，如何保護(hù)乘員在側(cè)面撞擊時的安全，越來越受到人們的關(guān)注以及成為各車廠的重要研究課題。相關(guān)研究同時表明，乘員的頭部是人體器官在側(cè)面碰撞中最容易受傷和致命的部位，為了減輕乘員在側(cè)面碰撞中頭部所受傷害，側(cè)面簾式安全氣囊成為頭部保護(hù)裝置的最佳選項(xiàng)。然而，隨著配置側(cè)面簾式安全氣囊汽車數(shù)量的增加，非常多的由安全氣囊參數(shù)配置不當(dāng)而引起的乘員受傷報(bào)告開始出現(xiàn)在不同的文獻(xiàn)或報(bào)告中。顯然，正確了解側(cè)面簾式安全氣囊與人體頭部在汽車碰撞中的相互作用關(guān)系和內(nèi)在機(jī)理以及對相應(yīng)的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)就顯得尤為重要和迫切。
為了解決這一問題，本研究首先針對現(xiàn)有安全氣囊配件的配置方式較少考慮不同人群的身高、體重等情況，提出了一種新的安全氣囊配置方式，此配置方式將安全氣囊放置于汽車A柱與B柱之間的橫梁上，采用自上而下的安全氣囊彈出方式，可有效降低身高等因素的影響。其次研究一與假人位置相關(guān)的安全氣囊和在高速移動可變形障礙物在以撞擊速率(45mph沖撞汽車時不同的安全氣囊參數(shù)對假人模型頭部傷害的影響。通過優(yōu)化參數(shù)和側(cè)面簾式安全氣囊的配置以達(dá)到減小乘員頭部傷害的目的。為此，研究中選用了如下5個最優(yōu)化安全氣囊參數(shù)：
1.頭部安全氣囊分離距離；
2.考慮不同的司機(jī)體形的安全氣囊垂直位置；
3.當(dāng)MDB撞擊汽車和氣囊開始膨脹時的不同觸發(fā)時間：
4.不同的安全氣囊內(nèi)部初始溫度：
5.光滑粒子流體力學(xué)(SPH)為代表的空氣量的計(jì)算顆粒數(shù)量。
此外，為減少仿真計(jì)算的成本，開發(fā)了Taguchi方法的計(jì)算程序。利用試驗(yàn)設(shè)計(jì)法(Designofexperiment)建立統(tǒng)計(jì)分析的實(shí)驗(yàn)矩陣，采用信噪比(S/N)方法研究各個參數(shù)對期望值造成的影響和差異，利用方差分析(ANOVA)方法分析各參數(shù)對假人頭部峰值加速度以及(HIC36)的影響。
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