汽车碰撞安全基础 (16).pdf

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1、第7讲：儿童乘员碰撞保护1.儿童乘员碰撞保护的难和易2.儿童身体生物力学特性及碰撞伤害研究3.儿童乘员碰撞保护装置和安全性评价知识点分割、停顿点儿童乘员碰撞保护问题道路交通事故中的儿童伤害 全球 2008年，0-14岁年龄组，儿童交通事故死亡人数 122,571 道路交通事故中儿童死亡人数占十分之一 5-14岁年龄组，交通事故伤害是包括疾病和其他意外在内的第二杀手Page 3Data sources:“Global Status Report on Road Safety”,WHO 2009.中国儿童道路交通伤害状况研究报告2015.中国 2013年，有 3994 名儿童因道路交通事故死亡，1

2、7,955 名受伤 道路交通伤害是 0-17 岁儿童伤害致死的第二位原因儿童乘员碰撞保护的“难”和“易”难：缺少碰撞伤害方面的数据 难：年龄和身材特性跨度大成人乘员特性跨度也大Page 4 易：可采用“过保护”而不致引起太多问题知识点分割、停顿点儿童身体生物力学特性及碰撞伤害研究Page 6儿童身材与成人的差别 头部和颈部Source:VOLVO child protection pamphlet新生儿头部重量占 30%头部尺寸占身高的 1/4成年人头部重量占 6%头部尺寸占身高的 1/7新生儿相对较大的头部 由相对较弱的颈部 支撑Page 7儿童身材与成人的差别 胸部和脊柱一岁半9岁成人儿童

3、肋骨更柔软，对内脏器官保护有限Source:VOLVO child protection pamphlet儿童身体生物力学特性 骨骼、韧带、筋腱等韧性好，但强度和模量低 颅骨之韧性使得基于颅骨断裂的 HIC 不成立 而儿童脑部在动载荷下易受到伤害Page 8头部尺寸和形状随年龄变化Source:TECHNIQUES FOR DEVELOPING CHILD DUMMY PROTECTION REFERENCE VALUES股骨弹性模量随年龄变化Tensile Properties of Tendons(腱)AgeUltimate StrengthUltimate ElongationDeriv

4、ed Ultimate Stiffnesskg/mm2ratio to adult value%ratio to adult valuekg/mm2ratio to adult valueBirth3.50.6312.91.3045.30.480-95.30.9511.01.1181.10.8610-195.61.010.01.0193.40.99295.61.09.91.0094.31.0Source:Yamada(1970)reports儿童乘员的交通事故伤害特性 如果约束适当，多为轻伤（国外交通事故数据）伤害区域：头部、面部、腹部居多Page 9MAIS Scores of Restra

5、inedChildren in 1988-1991 NASSMAISYounger(0-5)Older(6-12)070.8%62.8%124.8%31.1%21.2%2.8%30.5%0.5%40.2%0.1%50.0%0.1%60.1%0.0%Body Regions Injured of Restrained Child in 1988-1991 NASSBody RegionYounger(0-5)Older(6-12)Head12.7%11.3%Face39.7%40.0%Neck4.0%7.5%Thorax8.3%9.3%Pelvis/Abdomen20.6%11.0%Whole

6、Body2.7%1.2%Lower Extremities6.6%13.7%Upper Extremities5.1%5.9%Unknown0.3%0.1%知识点分割、停顿点获取儿童损伤生物力学特性数据及儿童假人设计Child Injury Criteria andProtection Reference Values(PRV)获取儿童损伤生物力学特性数据 志愿者试验 载荷强度最大至碰碰车游戏情形 尸体试验道德和法律层面限制，数据非常有限 动物试验 参考价值有限选择结构相近的部位和器官获取不同年龄的相对数据 交通事故伤害重构 缩放方法 获得基本的数据 Page 11Ref:Mertz HJ,e

7、t al.,Size,Weight,and Biomechanical Impact Response Requirements for Adult Size Small Female and Large Male Dummies,SAE-890756.胸部颈部Page 12基于计算仿真的事故伤害重构（对成人和儿童）伤害机理损伤准则损伤参数损伤容限仿真重构事故载荷和伤害详尽的事故和伤害记录整车模型假人模型人体模型完善假人和模型知识点分割、停顿点儿童乘员约束系统 Child Restraint System(CRS)Page 14根据年龄、体重和身高使用适当尺寸的儿童安全座椅瑞典新法规推荐：1岁

8、以上最好也使用后向式儿童座椅增高垫后向式安装前向式安装至1岁以上至少至8岁Attention!儿童乘员必须坐在后排 儿童乘员必须被约束 不应使用成人乘员安全带Page 15Audi VideoPage 16减少误使用(misuse)ISOFIX,LATCH固定方式太复杂导致很多误使用ISOFIX inEurope and ChinaLATCH in US知识点分割、停顿点儿童乘员约束系统碰撞性能评价儿童乘员约束系统碰撞性能评价 欧盟：ECE R44 中国：儿童乘员约束系统的动态测试评价要求 胸部最大加速度，包括垂向加速度 头部最大位移（X 向，Z 向）Page 18儿童座椅碰撞试验视频 for

9、 MOOCCrADCrADB48-50 km/h讨论：使用儿童座椅约束的乘降效率和效果 Ride-down efficiency andeffectiveness 独立式儿童座椅 vs.集成式儿童座椅 各自的优点和缺点？Page 19讨论：校车碰撞安全 校车里的乘员约束系统？Compartmentalization 高靠背、小空间 吸能靠背、安全带Page 20校车？！儿童乘员碰撞保护要求的最新发展 United Nations R 129Uniform provisions concerning the approval of enhanced Child Restraint Systems used on board of motor vehicles(ECRS)“i-Size”(Integral Universal ISOFIX Child Restraint Systems)新增侧面碰撞保护要求Page 21Ref:杨帆.“基于新法规R129的儿童座椅侧面碰撞保护的研究”.清华大学硕士学位论文,2015.Page 22The End