数事执术与度用
学术论坛
某型汽车后碰撞中安全带防护性能改进设计
刘鑫1张志勇1.2
(1.长沙理工大学汽车与机械工程学院湖南长沙410114：
2.湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室湖南长沙410082)
摘要：本文利用MAID)YMO软件建立了汽车后理捷来员约求系统数值模型，并利用该模型对人体的损伤响应进行研完.针对安全带初始防护性能的不足，通过合理改善安全带国定点的安装位置来提高来的安全性，这对汽车硬撞束员防护领域具有一定的实际工程意义。
关键词：汽车启硅控象员约束系统安全带设计
中图分类号：V461
文献标识码：A
文章编号：1007-9416(2011)10-0169-02
ImprovementofSeatBeltProtectionAbility
·VehicleRearCrash
for
LIU Xin' ZHANG Zhiyong1-2
(1.College of Automobile and Mechanical Engineering, Changsha University of Science and Technology , Changsha 410114, China; 2.State Key Laboratory of Advanced Design and Manufacturing for Vehicle Body, Hunan University, Changsha 410o2, China)
Abstract:The vehicle rear crash model with occupant restraint system was built and the research of occupant dymamic characteristic hus been done in this paper. In order to improve ability of the seat belt protection, the fixing position of seat helt was optimized with redhcing experiment times and cutting down experiment cost., The method can ako be used in the field of other vehicle crash protections.
Key words:Vehicle rear crash Occupant restraint system Seat belt design
1、前言
汽车安全带是目前最有效的乘员约束保护系统之-D,其保护原理是在碰撞过程中约束乘员相对于车体的运动，使乘员避免与车的内饰件之间发生二次硅撞而导致人体伤害。在汽车后硅撞（追尾）事故中，乘员由于受到汽车硅撞冲击载荷的作用，头部和胸部极易发生损伤，这些部位的损伤值又和乘员约束系统息息相关。以往针对乘员约束系统安全性研究最可靠的方法是进行实车碰撞试验，任实车碰撞试验费用昂责、周期长，不具备可重复性，不能作为乘员约束系统开发工程中使用的唯·一手段以。而数值模拟技术恰好可以补这些缺陷，并且能够在设计初期预测乘员约束系统的安全性，达到较高的精度。所以本文利用MADYMO软件建立了某型汽车后码撞乘员约束系统计算机仿真模型，并利用该模型对人体的损伤响应特性进行研究，同时根据安全带初始防护性能的不足，提供相关改进方案，从面提高乘员的安全性。
2、乘员约束系统数值模型的建立
本文使用MADYMO软件建立厂某型汽车乘员约束系统数值模型，如图1所示。整个模型包括HybridⅢ假人，安全带，乘员座椅及相关汽车内饰。其中，HybridⅢ假人.座椅和内饰由MADYMO软
图1汽车乘员约束系统数值模型
件中的多刚体构成，安全带为有限元模型。 3、汽车碰过程中的人体损伤响应评价
3.1头部损伤评价
碰撞冲击下的头部伤害属于闭合性脑损伤，主要有头骨骨折和脑损伤（脑震囊荡和脑挫裂伤等。本文采用如下公式进行头部损伤(head injury criterion,HIC)评价0)
fa(dt)"≤1000
HIC=[(, ,X-
12 4,
(1)
式(1)中o()表示碰撞过程中头部质心合成加速度；,-4表示 HIC达到最大值时的时间闻隔，在实际应用中最大时间间隔取 36mS；HIC值的耐受限度为1000
3.2胸部损伤CONTIGUOUS_3MS值
通常所说的人体胸部受伤严重程度的容限水平是指作用在十胸部重心处的线性加速度超过60g的时间不超过3mS，至少持续3毫秒内的最大的加速度水平叫作CONTIGUOUS_3MS(连续3毫秒)损伤指标。因此，这个指标并不是基于单个的线性加速度，面是线性加速度的持续时间级别。
3.3胸部粘性伤害VC值
粘性指标VCis(ViscousCriterion)是以胸腔的变形速率与胸腔的挤压变形率的票积来表示。动物实股和体试验表明，VC与道成伤害的危险性的相关性很好，造成严重伤害(AIS>4)的概率为
25%时VC的受水平是1m/s。 4、安全带防护性能改进设计
安全带约束系统对乘员的防护效果受很多因素的影响，其中包括所装车辆的性能，安装固定点位置、安全带织带延伸率、座椅结果与刚度等。为了减少制造成本和缩短试验时间，本文选取安全带固定点(D点，Buckle点和Floor点)安装坐标作为设计参数，通过合理
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