基于Euro NCAP典型工况的儿童行人下肢损伤评估方法研究

doi:10.19562/j.chinasae.qcgc.2022.06.011

摘要/Abstract

摘要：

本文中采用Euro NCAP行人模型认证（TB024）中给出的FCR 、MPV、RDS、SUV 4种典型汽车前端结构有限元模型，以及具有详细解剖学结构特征的6岁儿童行人有限元模型来模拟汽车-行人碰撞事故，分析典型工况下汽车前端结构参数对儿童行人下肢损伤的影响。结果表明，RDS车型由于机盖前沿离地间距较小，儿童行人撞击侧股骨大转子位置出现骨折现象；MPV和SUV车型由于扰流板离地间隙较大，对下肢胫骨、腓骨和膝关节韧带的损伤更为严重。最后，基于仿真结果提出了6岁儿童下肢长骨损伤的截面弯矩评价参数，为儿童腿型冲击器研发和数字测评提供参考。

关键词: 车辆, 儿童行人保护, 汽车-行人碰撞, 下肢损伤

Abstract:

In this paper， the finite element models for the front-end structure of four typical vehicles， i.e. family car （FCR）， multi-purpose vehicle （MPV）， roadster （RDS） and sport utility vehicle （SUV） specified in Pedestrian Human Model Certification （TB024） of the Euro NCAP protocol and a finite element model for six-year-old child pedestrian with detailed anatomical and structural features are used to simulate the child pedestrian-car crash accident with the effects of the structural parameters of vehicle front-end on the lower extremity injuries of children pedestrians analyzed under typical conditions. The results show that the RDS causes the fractures in the greater trochanter of impact-side femur of children pedestrians due to the smaller ground clearance of the front edge of engine hood， and the high ground clearance of the spoiler in MPV and SUV leads to the more severe injuries in tibia， fibula and knee ligament of lower limbs. Finally a parameter of sectional bending moment of long bones is proposed for assessing the lower extremity injury of six-year-old child pedestrian based on the simulation results， providing references for the development and digital assessment of child's leg impactor.

Key words: vehicles, child pedestrian protection, car-pedestrian crash, lower extremity injury

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图/表 11

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车型	扰流板离地间隙/mm	保险杠宽度/mm	机盖前缘高度/mm	汽车质量/kg
FCR	224.8	87.7	739.6	1 729.3
MPV	243.0	104.9	782.5	1 637.2
RDS	193.2	55.7	657.1	1 495.6
SUV	289.1	70.0	904.1	1 823.4

车型	FCR	MPV	RDS	SUV
膝关节韧带损伤	16 ms对撞侧MCL断裂	17 ms对撞侧MCL断裂	15 ms对撞侧MCL断裂	18 ms对撞侧MCL断裂
	24 ms撞击侧MCL断裂	27 ms撞击侧MCL断裂	24 ms对撞侧LCL断裂	26 ms撞击侧MCL断裂
	27 ms对撞侧LCL断裂	32 ms对撞侧LCL断裂	30 ms对撞侧ACL断裂	33 ms对撞侧LCL断裂
	33 ms对撞侧PCL断裂	36 ms对撞侧PCL断裂		38 ms对撞侧PCL断裂
	39 ms对撞侧ACL断裂	42 ms对撞侧ACL断裂		39 ms对撞侧ACL断裂

车型	下肢长骨弯矩/（N·m）
车型	Femur1	Femur2	Femur3	Tibia1	Tibia2	Tibia3	Tibia4
FCR	86.3	92.3	91.3	75.8	69.9	64.4	50.7
MPV	90.3	92.4	103.3	87.3	84.2	75.2	61.6
RDS	68.7	102.8	124.4	67.2	59.1	56.8	41.7
SUV	76.4	83.6	82.7	71.9	64.7	57.2	51.7

车型	撞击侧	对撞侧
FCR	26.2	28.9
MPV	27.5	29.2
RDS	16.6	16.5
SUV	25.2	26.1

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