AEB工况下驾驶员姿态对损伤风险的影响

doi:10.19562/j.chinasae.qcgc.2024.10.018

摘要/Abstract

摘要：

有无紧急制动（AEB）的正面碰撞工况中驾驶员姿态对运动学响应及损伤风险具有重要影响。本文采用THUMS（Ver.6.1）人体有限元模型建立了标准、后仰和前倾等3种驾驶姿态，搭建了正面碰撞约束系统模型，进行了6组50 km/h的仿真实验，对比分析驾驶员不同姿态在有和无AEB作用下的运动学响应以及驾驶员头、胸部损伤参数。结果表明：在有和无AEB介入时，后仰姿态的头部损伤风险均最高，其中有和无AEB介入的HIC₁₅分别为817.5和626.9。AEB的介入对驾驶员胸部压缩量影响最大，3种姿态的胸部压缩量分别增大了89%、115%和22%，后仰姿态胸部压缩量损伤最严重。研究结果厘清了驾驶姿态与AEB对驾驶员运动学响应以及头、胸部损伤的影响，为汽车约束系统和AEB的开发与设计提供了参考价值。

关键词: 正面碰撞, 驾驶员姿态, 紧急制动, 运动学响应, 损伤风险

Abstract:

Driver posture in frontal crash conditions with and without autonomous emergency braking （AEB） has a significant impact on kinematic response and injury risk. In this paper， the THUMS （Ver.6.1） human finite element model is used to establish three driving postures， including standard， rearward recline， and forward recline， and a frontal collision constraint system model is established to conduct six sets of 50 km/h simulation tests for comparative analysis of the kinematic response of different driver postures with and without AEB， as well as the injury parameters of driver’s head and chest. The results show that the risk of head injury is highest in the recline posture with and without AEB intervention， with the HIC₁₅ of 817.5 and 626.9 with and without AEB， respectively. The intervention of AEB has the greatest effect on the driver's chest compression， which is increased by 89%， 115%， and 22% for the three postures， respectively. The chest compression in the reward recline posture suffers the most serious injury. The results clarify the effect of driving posture and AEB on driver kinematic response and head and chest injuries， providing a reference value for the development and design of automotive restraint systems and AEB.

Key words: frontal impact, driver posture, autonomous emergency braking, kinematic response, injury risk

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图/表 12

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参考文献 32

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损伤指标	损伤阈值
HIC₁₅^［26］	700
头部3 ms加速度^［26］	80g
胸部3 ms加速度^［27］	60g
颅内压力^［28］	235 kPa
肋骨塑性应变^［29］	1.4%
心脏压力^［30］	170 kPa
肺部压力^［30］	16 kPa

项目	标准姿态	后仰姿态	前倾姿态
头部	179.03	336.36	149.89
肩部	135.78	226.65	151.98
胸部	58.83	86.00	23.69
腹部	38.98	54.99	37.11
盆骨	11.52	17.76	36.05
膝关节	12.06	10.95	14.68
肘关节	69.73	-38.60	105.46

工况	头部		胸部
1	75 ms	41g	79 ms	47g
2	39 ms	33g	39 ms	32g
3	115 ms	121g	116 ms	48g
4	142 ms	100g	136 ms	36g
5	70 ms	77g	78 ms	56g
6	30 ms	52g	43 ms	37g

工况	头部	胸部
1	49 ms	26 ms
2	23 ms	25 ms
3	64 ms	41 ms
4	23 ms	25 ms
5	23 ms	24 ms
6	22 ms	23 ms

工况	头部3 ms合成加速度/g	HIC₁₅	胸部3ms合成加速度/g	胸部压缩量/mm
1	40.00	122.9	40.80	17.27
2	30.08	101.0	30.63	32.58
3	100.80	817.5	39.61	35.85
4	82.56	626.9	32.79	77.00
5	57.26	160.6	49.82	21.36
6	42.81	139.1	45.09	26.15