我國每年摩托車與汽車碰撞事故頻發(fā),造成了巨大的人員傷亡和財產(chǎn)損失。但在未來較長一段時間內(nèi),摩托車仍將是二三線城市與農(nóng)村地區(qū)的主要交通工具,因此對摩托車與汽車碰撞事故的研究與預(yù)防工作變得尤為重要。本文提出了組合式假人模型與Facet車輛模型,并采用逆向重構(gòu)的方法對碰撞事故進行仿真再現(xiàn),協(xié)助交警部門進行事故的責(zé)任認定。為了解決仿真計算時間與仿真精度之間相矛盾的問題,本文提出了以多剛體假人模型為主體,局部分析部位采用精細化有限元模型的方法,參數(shù)化定制了組合式假人自動生成程序,并利用局部鈍器實驗、整車碰撞實驗以及仿真對比實驗充分驗證了該組合式假人模型的準確性和可行性。針對以往車輛模型外形精度較差的問題,本文提出了Facet車輛模型,該仿真模型既能較多剛體模型更加精準的重現(xiàn)車輛外觀,又能較有限元模型大幅度節(jié)約仿真時間。此外,本文介紹了兩種模擬人體手部與車把之間抓握力的方法,以實現(xiàn)摩托車與組合式假人模型的耦合,同時引入輪胎模型將車輛與路面進行耦合,進而實現(xiàn)人-車-路三者之間的系統(tǒng)耦合。最后通過模擬真實的摩托車運動情況對該耦合系統(tǒng)進行了充分的驗證�；诮M合式假人模型與Facet車輛模型,本文針對三起... 

【文章來源】：上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級別】：碩士

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中國2009-2016年每百個家庭中擁有摩托車的家庭數(shù)量Fig.1-1Numberofmotorcyclesper100householdin2009-2016

第一章緒論2圖1-2中國2011-2016年摩托車事故的數(shù)量Fig.1-2Numberofmotorcyclesaccidentsfrom2011to2016摩托車交通事故發(fā)生的原因復(fù)雜多樣，以摩托車駕駛員違章駕駛為主。摩托車是二三線城市及農(nóng)村地區(qū)的主要交通工具，這些地區(qū)摩托車駕駛員的守法意識相對淡薄，缺乏對交通法規(guī)的深入理解，闖紅燈、超速、逆行、飆車等行為更如同家常便飯，導(dǎo)致摩托車交通事故率居高不下。摩托車駕駛員和乘客在駕乘摩托車的過程中缺乏保護措施，身體大部分暴露于車外，導(dǎo)致遭遇事故時受到嚴重人身傷害的概率非常高。事故發(fā)生后，交警部門通常會進行現(xiàn)場勘察、車輛檢測以及受害人法醫(yī)學(xué)評估，綜合各方面因素并結(jié)合以往經(jīng)驗進行事故的責(zé)任判定。但是摩托車與汽車交通碰撞事故往往發(fā)生在一瞬間，通過以上方法難以將事故的細節(jié)充分的展示出來并做出精準的判斷，尤其在路況惡劣、缺乏道路監(jiān)控等情況下，這為交警造成了巨大的困擾。交通事故逆向動力學(xué)的出現(xiàn)則為交通事故復(fù)現(xiàn)以及定責(zé)提供了一種新的技術(shù)手段。通過與其它技術(shù)手段相結(jié)合，互相支撐與驗證，交通事故逆向動力學(xué)可以充分確保交通事故鑒定的科學(xué)性和準確性。本文利用交通事故已有信息對事故場景進行逆向重現(xiàn)，一方面通過逆向重現(xiàn)判斷摩托車與汽車的行為，結(jié)合人體損傷以及法醫(yī)學(xué)鑒定結(jié)果，確定事故的主要原因，協(xié)助交警進行事故責(zé)任的科學(xué)判定；另一方面，可以對碰撞事故發(fā)生過程中，摩托車駕駛員與汽車的撞擊位置和撞擊力、摩托車駕駛員與地面的撞擊位置和撞擊力、摩托車駕駛員卷入并被汽車車輪碾壓的動態(tài)過程等進行深入分析，得出駕駛員傷亡的主要原因。此外，利用本文研究成果，可以幫助摩托車附件廠家設(shè)計優(yōu)化摩托車駕駛員及乘客的防護措施，如頭盔、護膝等，以減小交通事故中的人體損傷。同時，

第一章緒論42005年，Deguchi等人[7,8]利用Madymo軟件數(shù)據(jù)庫中的第50百分位多剛體假人模擬摩托車駕駛員，對ISO13232中的幾種碰撞狀態(tài)進行仿真，并將仿真結(jié)果與模擬試驗結(jié)果的假人頭部合成加速度曲線等進行對比，結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩曲線基本吻合，驗證了該模型在摩托車碰撞事故中的可靠性。2006年，Bellati等人[9]在Madymo軟件中模擬摩托車碰撞過程，如圖1-3所示。主要研究摩托車駕駛員碰撞后的不同跌落狀態(tài)，同時較為真實的反映了摩托車的動力學(xué)特性。此外，Bellati還開發(fā)了用于觸發(fā)駕駛員安全氣囊保護系統(tǒng)的跌倒預(yù)測算法，為摩托車用安全氣囊的進一步開發(fā)以及應(yīng)用奠定了扎實的理論基矗圖1-3摩托車與駕駛員的仿真模型Fig.1-3Simulationmodelofmotorcycleandrider2008年，F(xiàn)rank等人[10]研究了摩托車在搭載乘客的情況下，與汽車發(fā)生側(cè)面碰撞時，摩托車駕駛員和乘員的運動軌跡與摩托車初始速度和加速度的關(guān)系，并通過與全面碰撞測試結(jié)果對比驗證該理論的可行性。2010年，Teoh等人[11]研究了不同類型的摩托車在發(fā)生碰撞事故時對摩托車駕駛員損傷的影響差異。綜合設(shè)計特點及發(fā)動機排量等參數(shù)將摩托車分為10種類型，針對每種類型選取1萬輛注冊摩托車為樣本進行分析。研究表明，超跑摩托車的駕駛員死亡率是標(biāo)準型摩托車的4倍，隨著發(fā)動機排量的增加，駕駛員致傷風(fēng)險也不斷增加。2013年，Philip等人[12]以2002-2008年間的713名摩托車駕駛員的損傷情況為樣本，分析了佩戴頭盔對摩托車駕駛員損傷的影響。研究發(fā)現(xiàn)，佩戴頭盔可以減少至少三分之二的駕駛員頭部受損傷風(fēng)險和至少三分之一的駕駛員頸部受損傷風(fēng)險。2015年，Batista等人[13]以2007-2013年巴西的3528名摩托車事故駕駛員為樣本，對摩托車駕駛員的受傷情況進行了統(tǒng)計分析。研究表明?

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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[3]基于THUMS人體模型的有限元事故再現(xiàn)分析[D]. 劉桂勇.重慶理工大學(xué) 2017
[4]基于典型交通事故的顱腦損傷力學(xué)機制研究[D]. 馮成建.第三軍醫(yī)大學(xué) 2013
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本文編號：3251876