中国公路学报

作者：武和全, 侯海彬, 胡林, 黄晶

单位：1. 长沙理工大学 工程车辆轻量化与可靠性技术湖南省高校重点实验室, 湖南 长沙 410004;2. 韦恩州立大学 生物工程中心, 密歇根底特律 MI 48201;3. 湖南大学 机械与运载工程学院, 湖南 长沙 410082

关键词：汽车工程,乘员规避策略,有限元方法,座椅朝向,损伤风险,自动驾驶汽车,碰撞模拟

基金：国家自然科学基金项目（51405035，51875049）；湖南省自然科学杰出青年基金项目（2019JJ20017）；湖南省自然科学基金项目（2018JJ2432）；湖南省教育厅科学研究项目（16B015）

在高度自动化车辆（Highly Automated Vehicle，HAV）中，由于不再需要驾驶人，乘客之间可以实现面对面的交流，这给车辆座椅的布置提供了更大的灵活性。为提高HAV的碰撞安全性，提出使用旋转座椅来改变人体朝向与碰撞方向相对位置的规避策略，其基本思路是在碰撞发生前通过主动改变座椅朝向来降低乘员损伤。首先，利用尸体试验数据对所建立的碰撞模型进行验证；然后，基于4种不同的座椅朝向，利用THUMS^TM人体模型进行初始速度为56 km·h^-1的正面碰撞模拟试验，以确定相对安全的座椅朝向位置；最后，预测座椅旋转过程本身以及旋转至某位置后发生碰撞的乘员损伤风险。在静态正面碰撞中，选择0°、90°、135°和180°四种不同的座椅朝向进行乘员损伤预测和比较，结果表明180°朝向时的乘员损伤风险最小。在此基础上，模拟了200 ms内将座椅旋转±45°和±90°，以及分别在0 ms和100 ms时间延迟后引入碰撞的试验过程。研究结果表明：200 ms能够将乘员旋转±45°和±90°而不引起额外的人体损伤，并且在无时间延迟时，旋转至背对碰撞方向的乘员损伤，比正面碰撞中0°、90°和135°座椅朝向的乘员损伤更低，证明了该损伤风险规避策略的有效性。

来源：2019年第6期

《中国公路学报》期刊编辑部

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