毛英慧（長(zhǎng)春汽車工業(yè)高等?？茖W(xué)校，吉林 長(zhǎng)春 130011）

大客車側(cè)面碰撞中安全帶的作用

毛英慧
（長(zhǎng)春汽車工業(yè)高等?？茖W(xué)校，吉林 長(zhǎng)春 130011）

建立某國(guó)產(chǎn)大客車與貨車側(cè)面碰撞的有限元模型及假人和安全帶的有限元模型，模擬仿真安全帶在大客車發(fā)生側(cè)面碰撞時(shí)對(duì)乘員的保護(hù)。分析了發(fā)生側(cè)面碰撞時(shí)，假人在有安全帶和無(wú)安全帶兩種條件下的運(yùn)動(dòng)情況，結(jié)果表明在大客車側(cè)面碰撞中，安全帶可以有效地防止乘員發(fā)生“二次碰撞”，減小乘員傷害。

有限元；客車；側(cè)面碰撞；假人；安全帶

10.16638/j.cnki.1671-7988.2015.12.026

CLC NO.: U467.3Document Code: AArticle ID: 1671-7988(2015)12-72-02

引言

為保證整車安全、降低事故對(duì)乘員的傷害程度，大量主動(dòng)安全裝置和被動(dòng)安全裝置已在轎車上廣泛應(yīng)用。但隨著國(guó)家旅游業(yè)的迅猛發(fā)展，客車碰撞事故比例也不斷增大，使得大客車的碰撞安全問(wèn)題被廣泛關(guān)注。文章以某大客車與貨車側(cè)面碰撞為例，分析在側(cè)面碰撞中安全帶對(duì)乘員的保護(hù)作用。

1、側(cè)面碰撞仿真模型建立

1.1整車有限元模型

圖1　整車側(cè)碰仿真有限元模型

1.2假人有限元模型

由于受軟件條件的限制，且考慮到本文是初步探討客車側(cè)面碰撞乘員保護(hù)，故使用剛性混合第 50百分位（Rigid Hybrid Ⅲ 50th %）假人有限元模型進(jìn)行仿真，如圖2所示。

圖2　Rigid Hybrid III50th %假人有限元模型

1.3 安全帶有限元模型

建立的安全帶有限元模型是僅限制乘員腰部的兩點(diǎn)式、2D安全帶，該模型在處理與假人接觸方面比較有優(yōu)勢(shì)。安全帶有限元模型如圖3所示，圖4為佩戴安全帶的假人有限元模型。

圖3　安全帶有限元模型

圖4　佩戴安全帶的假人有限元模型

1.4假人位置調(diào)整及安全帶固定

對(duì)導(dǎo)入的假人模型H點(diǎn)和坐姿進(jìn)行調(diào)整，使假人模型調(diào)整至碰撞側(cè)座椅上方，為避免初始穿透，使假人模型與座椅座墊和靠背之間留出適量間隙，對(duì)假人施加重力加速度后自然坐于座椅上。為更加真實(shí)的模擬碰撞情形，假人與安全帶的接觸采用面面自動(dòng)接觸。最終，假人的坐姿及位置如圖 5所示。

圖5　假人的坐姿及位置示意圖

2、假人運(yùn)動(dòng)情況分析

從表1可以看出，在碰撞初期(t=100ms)假人的反應(yīng)基本一致，身體受到側(cè)圍的撞擊力產(chǎn)生側(cè)向移動(dòng)，而頭部由于慣性會(huì)進(jìn)行揮鞭運(yùn)動(dòng)。當(dāng)t=200ms時(shí)無(wú)安全帶的假人在座椅上滑動(dòng)，上身基本直立，而有安全帶的假人由于安全帶的作用，臀部無(wú)法繼續(xù)移動(dòng)上身發(fā)生傾斜。隨后，無(wú)安全帶的假人繼續(xù)移動(dòng)，最終從座椅上滑落，身體和頭部可能與座椅發(fā)生撞擊；有安全帶的假人在以后的過(guò)程中臀部始終在座椅上，上半身和手臂會(huì)進(jìn)行擺動(dòng)，但產(chǎn)生“二次撞擊”的可能性較小。

表1　有無(wú)安全帶發(fā)生側(cè)碰時(shí)假人運(yùn)動(dòng)情況

3、結(jié)語(yǔ)

從有/無(wú)安全帶時(shí)假人的運(yùn)動(dòng)情況可以看出，在側(cè)面碰撞中安全帶可以有效地防止“二次碰撞”，減小乘員受到不必要傷害的機(jī)會(huì)。所以，為盡量減小客車發(fā)生側(cè)面碰撞時(shí)的損傷程度，乘員應(yīng)佩戴安全帶。

[1] ECE/R95/01,關(guān)于車輛側(cè)面碰撞乘員保護(hù)認(rèn)證的統(tǒng)一規(guī)定[S]. 2000.

[2] FMVSS 214,美國(guó)FMVSS側(cè)碰保護(hù)法規(guī)[S].2006.

[3] 毛英慧.營(yíng)運(yùn)客車側(cè)面碰撞住址研究及安全性評(píng)價(jià)[D].長(zhǎng)安大學(xué), 2011.

The Function of Seat Belt in Bus Side-crash

Mao Yinghui
( Changchun Automobile Industry Institute, Jilin Changchun 130011 )

Establish the finite element model of a bus side crash with a truck and the models of dummy and seat belt. Simulate the influence of seat belt for passengers injury in bus side-crash. And analyze the movements of dummy under the conditions of with seat belt and without seat belt. The results show that, in the bus side-crash, seat belt can prevent the passengers form “secondary collision” effectively and reduce the injury.

Finite element; bus; side-crash; dummy; seat belt

U467.3

A

1671-7988（2015）12-72-02

毛英慧，就職于長(zhǎng)春汽車工業(yè)高等專科學(xué)校。