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    基于某車型的不同乘員性別遠(yuǎn)端保護(hù)響應(yīng)差異分析

    2022-02-01 12:36:20楊明俊卜曉兵郭慶祥
    關(guān)鍵詞:滑臺(tái)乘員頭部

    楊明俊,卜曉兵,郭慶祥

    (1.戴姆勒大中華區(qū)投資有限公司,北京100000,中國(guó);2.中汽研汽車檢驗(yàn)中心(天津)有限公司,天津 300300,中國(guó))

    目前,汽車側(cè)面碰撞安全開發(fā)主要集中在對(duì)碰撞側(cè)駕乘人員的傷害保護(hù),而且世界上各大主流評(píng)級(jí)機(jī)構(gòu)均出臺(tái)了相應(yīng)的評(píng)價(jià)規(guī)程[1-3]。然而國(guó)外有統(tǒng)計(jì)表明,大約30%的側(cè)面碰撞傷害是發(fā)生在遠(yuǎn)端乘員身上,其中有43%的傷害達(dá)到了AIS3+[4];而國(guó)內(nèi)根據(jù)2011—2022 年CIDAS 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),約49%的側(cè)面碰撞發(fā)生在遠(yuǎn)端,并且約36%的傷害達(dá)到AIS3+。國(guó)內(nèi)外學(xué)者針對(duì)遠(yuǎn)端乘員保護(hù)特性也進(jìn)行了許多深入的研究。其中2005 年,K.Digges 通過(guò)IIHS 碰撞工況的乘員仿真指出,改進(jìn)現(xiàn)有MADYMO 假人模型來(lái)評(píng)估遠(yuǎn)端碰撞環(huán)境的安全性能很有必要[5];2014 年,Y.Narayan 通過(guò)分析NASS-CDS 中2009—2012 年的碰撞事故數(shù)據(jù),研究了受約束的前座乘員在遠(yuǎn)側(cè)碰撞中的碰撞特征和傷害模式,該發(fā)現(xiàn)對(duì)提高遠(yuǎn)端乘員安全性有重要作用[6];2017 年,A.M.Edwards 通過(guò)模擬仿真試驗(yàn),研究評(píng)估了充氣安全帶及肩帶固定位置等對(duì)遠(yuǎn)端側(cè)面柱碰過(guò)程中Hybrid III 和 THOR-M 假人運(yùn)動(dòng)學(xué)和碰撞傷害指標(biāo)的影響,結(jié)果表明充氣式安全帶有減輕乘員頸部傷害的潛力[7];2018 年,S.Kalaga 通過(guò)對(duì)遠(yuǎn)端乘員ES-2re 假人未系安全帶和系安全帶2 種情況的乘員運(yùn)動(dòng)學(xué)及傷害進(jìn)行對(duì)比,指出安全帶的重要性[8];2019年,S.Umale 通過(guò)使用THOR 50th 男性假人進(jìn)行配備與未配備中央安全氣囊的滑臺(tái)對(duì)比試驗(yàn),研究了中央安全氣囊在側(cè)碰遠(yuǎn)端乘員保護(hù)的有效性,結(jié)果表明中央安全氣囊能有效降低因接觸侵入結(jié)構(gòu)而受傷的風(fēng)險(xiǎn)[9];2021 年,C.Visvikis 通過(guò)使用Q10兒童假人進(jìn)行了14 次不同兒童約束裝置的滑臺(tái)試驗(yàn),研究了不同兒童約束系統(tǒng)在側(cè)碰遠(yuǎn)端碰撞過(guò)程中保護(hù)兒童頭部的能力[10];2021 年,D.Perez-Rapela 通過(guò)配備遠(yuǎn)端安全氣囊的滑臺(tái)試驗(yàn),研究新型遠(yuǎn)端專用安全氣囊在抑制和預(yù)防遠(yuǎn)端碰撞傷害方面的有效性,并評(píng)估了 WorldSID 假人對(duì)遠(yuǎn)端安全氣囊存在的反應(yīng)[11];2022 年,國(guó)內(nèi)學(xué)者建立THOR 假人的滑臺(tái)仿真模型并進(jìn)行了12 次不同環(huán)境設(shè)置的仿真試驗(yàn),分析了碰撞角度、碰撞速度和D 形環(huán)位置對(duì)遠(yuǎn)端碰撞過(guò)程中乘員胸部損傷的影響[12]??梢钥闯?,目前的研究中對(duì)女性乘員的考慮鮮有提及。而隨著汽車的普及,國(guó)內(nèi)的女性駕駛員占比逐年增加,根據(jù)公安部交通管理局?jǐn)?shù)據(jù)可知,2020 年達(dá)到了約32%,這意味著男性與女性駕駛員的比例接近2:1。因此覆蓋不同性別的遠(yuǎn)端乘員安全措施應(yīng)該得到開發(fā)者及相應(yīng)機(jī)構(gòu)的重視。

    2020 年,歐盟新車認(rèn)證程序中心(European New Car Assessment Program,Euro NCAP)[2]正式引入了遠(yuǎn)端乘員保護(hù)并應(yīng)用側(cè)面滑臺(tái)試驗(yàn)評(píng)估前排乘員的傷害,其中評(píng)估對(duì)象僅為全球側(cè)碰50 百分位(WorldSID 50th)男性乘員;中國(guó)新車評(píng)價(jià)規(guī)程(China New Car Assessment Program,C-NCAP)2021 年版[3]的側(cè)面可移動(dòng)變形壁障(advanced european mobile deformable barrier,AE-MDB )工況中引入了非撞擊側(cè)的遠(yuǎn)端傷害監(jiān)控,采用EuroSID-2 50 百分位(ES-2 50th)男性乘員進(jìn)行評(píng)估,但目前規(guī)程只做為監(jiān)測(cè)項(xiàng)還沒(méi)有詳細(xì)的評(píng)分細(xì)則。顯然以上主流的消費(fèi)者評(píng)級(jí)機(jī)構(gòu)在遠(yuǎn)端乘員保護(hù)上均未對(duì)女性乘員有相應(yīng)的要求。由于男性與女性生理構(gòu)造及乘坐姿態(tài)等存在差異,針對(duì)不同性別乘員在遠(yuǎn)端乘員保護(hù)工況下響應(yīng)差異性開展研究很有必要,對(duì)促使更全面地考慮碰撞過(guò)程中不同類別的遠(yuǎn)端乘員保護(hù)安全有重要意義。

    為了深入研究側(cè)碰遠(yuǎn)端乘員保護(hù)中不同性別乘員在碰撞過(guò)程中的響應(yīng)差異,本文基于Euro NCAP 2020遠(yuǎn)端乘員保護(hù)試驗(yàn)方法,并根據(jù)側(cè)碰遠(yuǎn)端乘員的運(yùn)動(dòng)及其響應(yīng)原理解析,從碰撞損傷結(jié)果和碰撞響應(yīng)時(shí)間2 個(gè)方面對(duì)50 百分位男性乘員(WorldSID 50th)和5 百分位女性乘員(small size side impact dummy secondgeneration,SID IIs 5th)的響應(yīng)差異進(jìn)行研究與分析。

    1 基于Euro NCAP 2020 遠(yuǎn)端乘員保護(hù)試驗(yàn)方法

    本文參考Euro NCAP 2020 遠(yuǎn)端乘員保護(hù)試驗(yàn)方法,采用滑臺(tái)方式進(jìn)行試驗(yàn),如圖1 所示?;_(tái)試驗(yàn)輸入波形通過(guò)提取某車型AE-MDB 側(cè)碰工況下非碰撞側(cè)B 柱加速度波形,并按轉(zhuǎn)換計(jì)算公式Ax,sled=1.035Ay,veicle進(jìn)行轉(zhuǎn)換(Ax,sled為滑臺(tái)試驗(yàn)x向加速度,Ay,veicle為側(cè)碰工況下非碰撞側(cè)B 柱y向加速度),使得滑臺(tái)試驗(yàn)加速度波形與實(shí)車碰撞波形相當(dāng)。另外,在滑臺(tái)駕駛員側(cè)分別放置WorldSID 50th 男性假人和SID IIs 5th 女性假人[13-14],分別對(duì)乘員頭部、頸部及胸腹部位進(jìn)行遠(yuǎn)端乘員保護(hù)評(píng)價(jià)[15-16]。

    圖1 側(cè)碰遠(yuǎn)端乘員保護(hù)試驗(yàn)方法示意圖

    側(cè)碰滑臺(tái)試驗(yàn)的環(huán)境件配置如圖2 所示,包括帶頭枕的前排座椅、中控臺(tái)扶手、目標(biāo)乘員及預(yù)緊式安全帶[17]等?;_(tái)準(zhǔn)備過(guò)程中對(duì)某量產(chǎn)車型車身進(jìn)行加固,按規(guī)程要求在副駕駛乘員座椅與中控臺(tái)和B 柱之間填充泡沫,使座椅在滑臺(tái)試驗(yàn)過(guò)程中保持穩(wěn)定。

    圖2 基于Euro NCAP 2020 遠(yuǎn)端乘員保護(hù)滑臺(tái)試驗(yàn)設(shè)置

    滑臺(tái)試驗(yàn)中選取AE-MDB 側(cè)碰試驗(yàn)工況非碰撞側(cè)的B 柱波形(如圖3 所示)作為滑臺(tái)的目標(biāo)加速度,通過(guò)液壓閥控制輸出則可得到滑臺(tái)的響應(yīng)加速度。

    圖3 滑臺(tái)試驗(yàn)加速度波形

    2 側(cè)碰遠(yuǎn)端乘員保護(hù)響應(yīng)原理解析及試驗(yàn)矩陣

    2.1 側(cè)碰遠(yuǎn)端乘員保護(hù)響應(yīng)原理解析

    在汽車發(fā)生側(cè)碰時(shí)候,遠(yuǎn)端乘員并未直接受到碰撞接觸力。由于三點(diǎn)式安全帶主要約束乘員軀干的縱向運(yùn)動(dòng),對(duì)于乘員側(cè)向的約束力相對(duì)較小。因此,假定乘員的運(yùn)動(dòng)為各部位在慣性力作用下圍繞骨盆質(zhì)心P的側(cè)傾運(yùn)動(dòng),如圖4 所示。由于座椅腰托,中控臺(tái)扶手等對(duì)乘員的限制,乘員運(yùn)動(dòng)過(guò)程中軀干的運(yùn)動(dòng)會(huì)逐漸被約束,而頭頸部則會(huì)繼續(xù)發(fā)生旋轉(zhuǎn)直至反彈[18-20]。

    圖4 側(cè)碰遠(yuǎn)端乘員運(yùn)動(dòng)模型

    圖4 中P點(diǎn)為乘員骨盆質(zhì)心位置;C點(diǎn)為乘員胸部質(zhì)心位置;αc為上軀干角度;N為下頸部質(zhì)心位置;H為頭部質(zhì)心位置;αh為頭部轉(zhuǎn)角;Lc為胸部質(zhì)心到下頸部質(zhì)心距離;Ln為頸部到頭部質(zhì)心距離。

    由剛體運(yùn)動(dòng)學(xué)原理和矩陣乘法原理可得乘員頸部質(zhì)心點(diǎn)N相對(duì)胸部質(zhì)心點(diǎn)C的運(yùn)動(dòng)方程如式(1)和式(2)所示:

    同理可得乘員頭部質(zhì)心點(diǎn)H相對(duì)頸部質(zhì)心點(diǎn)N運(yùn)動(dòng)方程如式(3)和式(4)所示:

    根據(jù)乘員的受力分析矩陣模型有:

    其中,mh為乘員頭部質(zhì)量;Fy為乘員頸部施加給頭部的y方向的力,即剪切力;Fz為頸部施加給頭部的z方向的力,即拉伸力;Jh為頭部質(zhì)心轉(zhuǎn)動(dòng)慣量;Mocx為枕骨骨節(jié)施加給頭部的繞x軸力矩;Mocy為枕骨骨節(jié)施加給頭部的繞y軸力矩;為頭部角加速度;dy為枕骨骨節(jié)至頭部y方向距離;dz為枕骨骨節(jié)至頭部z方向距離。

    從上面公式可以看出,側(cè)面碰撞過(guò)程中影響遠(yuǎn)端乘員各部位響應(yīng)的因素不僅與碰撞車輛在側(cè)向的加速度有關(guān),還與乘員自身各部位的體型尺寸、質(zhì)量、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量以及相對(duì)中央扶手的相對(duì)位置有關(guān)。

    2.2 WorldSID 50th 男性乘員與SID IIs 5th 女性乘員試驗(yàn)矩陣

    目前最具代表性以及使用較廣的側(cè)碰假人為WorldSID 50th 男性假人和SID IIs 5th 女性假人,因此分別在主駕駛位置放置此2 種類別假人代表不同性別乘員進(jìn)行試驗(yàn)對(duì)比研究。

    根據(jù)Euro NCAP 2020 遠(yuǎn)端乘員保護(hù)規(guī)程以及美國(guó)公路安全保險(xiǎn)協(xié)會(huì)(Insurance Institute for Highway Safety,IIHS)側(cè)碰假人擺放要求,WorldSID 50th 男性乘員和SID IIs 5th 女性乘員在前排乘坐時(shí)的基準(zhǔn)座椅位置分別為P1和P4,如圖5 所示。為了更好地發(fā)現(xiàn)不同類別乘員在側(cè)碰遠(yuǎn)端試驗(yàn)中規(guī)律性的差異表現(xiàn),在基準(zhǔn)位置進(jìn)行小距離調(diào)整座椅位置并進(jìn)行多次試驗(yàn),以此對(duì)比不同位置下不同性別乘員的試驗(yàn)結(jié)果,分析不同乘員之間的響應(yīng)差異。

    圖5 WorldSID 50th 男性和SID IIs 5th 女性乘員座椅位置

    本文試驗(yàn)包含3 次WorldSID 50th 男性乘員滑臺(tái)試驗(yàn)和2 次SID IIs 5th 女性乘員滑臺(tái)試驗(yàn)。根據(jù)假人標(biāo)定要求,試驗(yàn)前對(duì)WorldSID 50th 男性側(cè)碰撞假人按照ISO 15830 和WG5 N1041 的規(guī)范進(jìn)行準(zhǔn)備及標(biāo)定,SID IIs 5th 女假人按照CFR 572 中V 部分的規(guī)定進(jìn)行標(biāo)定,以保證試驗(yàn)結(jié)果可靠性。遠(yuǎn)端乘員保護(hù)試驗(yàn)矩陣的座椅設(shè)置及實(shí)際滑臺(tái)試驗(yàn)過(guò)程中非碰撞側(cè)B 柱y向碰撞加速度如表1 所示。

    表1 遠(yuǎn)端乘員保護(hù)試驗(yàn)矩陣

    WorldSID 50th 男性乘員和SID IIs 5th 女性乘員在試驗(yàn)中的乘坐姿態(tài)及各個(gè)關(guān)鍵關(guān)節(jié)測(cè)量尺寸對(duì)比如圖6所示??梢钥闯觯噍^于男性乘員,女性乘員姿態(tài)特點(diǎn)為:坐姿靠前,乘員軀干角度較小,頸部較修長(zhǎng)而腰椎較短。

    圖6 WorldSID 50th 男性和SID IIs 5th 女性乘員乘坐姿態(tài)

    3 側(cè)碰遠(yuǎn)端乘員保護(hù)運(yùn)動(dòng)姿態(tài)對(duì)比分析

    在試驗(yàn)中由于WorldSID 50th 男性乘員和SID IIs 5th女性乘員的乘坐姿態(tài)及各個(gè)關(guān)鍵關(guān)節(jié)尺寸存在差異,因此側(cè)面碰撞過(guò)程中不同性別的遠(yuǎn)端乘員運(yùn)動(dòng)姿態(tài)響應(yīng)有所區(qū)別。

    3.1 遠(yuǎn)端乘員y 向運(yùn)動(dòng)姿態(tài)對(duì)比

    將某款車型5 次滑臺(tái)試驗(yàn)中不同乘員在0、60、130 ms 時(shí)刻的y向運(yùn)動(dòng)姿態(tài)(如圖7 所示)進(jìn)行對(duì)比分析,可以得到如下規(guī)律及差異:

    1)對(duì)于乘員運(yùn)動(dòng)初期,相同時(shí)間內(nèi)SID IIs 5th 女性乘員比WorldSID 50th 男性乘員偏轉(zhuǎn)位移較大,如圖7b 所示。

    2)由于頸部結(jié)構(gòu)差異,SID IIs 5th 女性乘員比WorldSID 50th 男性乘員最大頭部轉(zhuǎn)角要小,先到達(dá)頭頸部的轉(zhuǎn)動(dòng)極限位置,如圖7c 所示。

    圖7 遠(yuǎn)端乘員y 向運(yùn)動(dòng)姿態(tài)對(duì)比

    3)WorldSID 50th男性乘員比SID IIs 5th女性乘員更早地脫離安全帶對(duì)上軀干的約束,這對(duì)于限制WorldSID 50th 男性乘員y向位移更不利。

    3.2 遠(yuǎn)端乘員x 向運(yùn)動(dòng)姿態(tài)對(duì)比

    對(duì)不同乘員分別在0、140、200 ms 時(shí)刻的x向運(yùn)動(dòng)姿態(tài)(如圖8 所示)進(jìn)行對(duì)比分析,可得到如下規(guī)律及差異:

    圖8 遠(yuǎn)端乘員x 向運(yùn)動(dòng)姿態(tài)對(duì)比

    1)對(duì)于頭頸部姿態(tài),SID IIs 5th 女性乘員在到達(dá)頭頸部轉(zhuǎn)角最大后,其頭部主要往x負(fù)方向運(yùn)動(dòng);WorldSID 50th 男性乘員則相反,頭部主要往x正方向運(yùn)動(dòng)。

    2)對(duì)于軀干與手臂姿態(tài),SID IIs 5th 女性乘員的安全帶有從肩膀上滑脫趨勢(shì),但依然對(duì)乘員軀干有約束作用,且乘員手臂大體往x正方向運(yùn)動(dòng);WorldSID 50th 男性乘員的安全帶完全從肩膀上滑脫,安全帶對(duì)上軀干約束削弱,且安全帶干涉乘員手臂運(yùn)動(dòng),導(dǎo)致其手臂往x負(fù)方向運(yùn)動(dòng)。

    4 側(cè)碰遠(yuǎn)端乘員保護(hù)損傷對(duì)比分析

    目前Euro NCAP 2020 遠(yuǎn)端乘員保護(hù)試驗(yàn)及評(píng)價(jià)規(guī)程只規(guī)定了WorldSID 50th 男性乘員的評(píng)價(jià)指標(biāo),對(duì)于女性乘員的評(píng)價(jià)指標(biāo)并未出臺(tái),因此,本文為了分析不同類別乘員之間響應(yīng)差異性的規(guī)律,對(duì)WorldSID 50th 男性乘員和SID IIs 5th 女性乘員采用相同的評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行分析研究[21-23]。

    4.1 頭部損傷對(duì)比

    碰撞過(guò)程中,頭部3 ms 合成加速度是表征乘員頭部未發(fā)生直接接觸時(shí)的重要損傷指標(biāo);圖9 為WorldSID 50th 男性乘員和SID IIs 5th 女性乘員在不同座椅位置下的頭部3 ms 合成加速度對(duì)比,其中圖8a 為頭部損傷結(jié)果對(duì)比,9b 為頭部加速度響應(yīng)過(guò)程對(duì)比,分析可知有如下規(guī)律及差異:

    1)對(duì)于頭部3 ms 合成加速度(a3m)損傷結(jié)果,乘員性別之間的表現(xiàn)差異較小,即使乘員座椅位置小范圍移動(dòng)情況下也無(wú)大變化。

    2)對(duì)于頭部3 ms 合成加速度響應(yīng)時(shí)間,乘員性別之間存在一定的差異。如圖9b 所示,同等的頭部3 ms 合成加速度水平,SID IIs 5th 女性乘員響應(yīng)時(shí)間比WorldSID 50th 男性乘員響應(yīng)時(shí)間提前約12 ms。分析原因?yàn)榕猿藛T體型及體重相比男性乘員要小,慣性力較小。這一特征也提示說(shuō)明,在開發(fā)遠(yuǎn)端乘員保護(hù)措施的時(shí)候,如開發(fā)遠(yuǎn)端保護(hù)氣囊,需要綜合考慮不同乘員性別帶來(lái)的頭部運(yùn)動(dòng)響應(yīng)時(shí)間的差異性。

    圖9 頭部損傷實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比

    4.2 頸部損傷對(duì)比

    頸部損傷表征指標(biāo)有頸部力(Fz)和頸部彎矩(M),其中頸部力分為上頸部力和下頸部力。圖10a 和圖10b分別為頸部力損傷結(jié)果及響應(yīng)曲線對(duì)比。分析可知有如下規(guī)律及差異:

    圖10 頸部損傷實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比

    1)對(duì)于頸部力損傷結(jié)果,SID IIs 5th 女性乘員上下頸部力均比WorldSID 50th 男性乘員的要小,其中女性乘員上頸部力比男性乘員平均小約36%,下頸部力平均小約20%。其原因主要為女性乘員頭部質(zhì)量較小。

    2)對(duì)于頸部力Fz響應(yīng)時(shí)間,以上頸部力響應(yīng)曲線為例。女性乘員比男性乘員更快到達(dá)頸部力最大值,在約91 ms 達(dá)到最大值,而男性乘員約104 ms 達(dá)到最大值,即男性乘員頸部最大損傷的時(shí)間滯后。

    WorldSID 50th 男性乘員和SID IIs 5th 女性乘員頸部繞x軸彎矩(Mx)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖11 所示,分析可知有如下規(guī)律及差異:

    圖11 頸部繞x 軸彎矩(Mx)實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比

    1)對(duì)于頸部彎矩Mx損傷結(jié)果,女性乘員上下頸部彎矩?fù)p傷結(jié)果均比男性乘員平均小約24%。

    2)對(duì)于Mx的響應(yīng)時(shí)間,女性乘員下頸部彎矩響應(yīng)時(shí)間比男性乘員響應(yīng)時(shí)間提前約12 ms。

    WorldSID 50th 男性乘員和SID IIs 5th 女性乘員頸部繞y軸彎矩(My)實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比如圖12 所示。頸部伸展彎矩是乘員頸部最不耐受的一種彎矩。分析可知有如下規(guī)律及差異:

    圖12 頸部繞y 軸彎矩(My)實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比

    1)對(duì)于頸部伸展彎矩?fù)p傷結(jié)果,女性乘員上頸部彎矩?fù)p傷結(jié)果與男性乘員幾乎一致;而下頸部的損傷結(jié)果乘員類別之間差異很大,其中SID IIs 5th 女性乘員的下頸部彎矩平均為WorldSID 50th 男性乘員的2.2 倍。這主要是SID IIs 5th 女性乘員的頸部結(jié)構(gòu)導(dǎo)致側(cè)碰過(guò)程中頸部有比較明顯的繞y軸擺動(dòng),而WorldSID 50th男性乘員擺動(dòng)幅度較小。

    2)對(duì)于頸部伸展彎矩(My)的響應(yīng)時(shí)間,同等水平的下頸部彎矩,SID IIs 5th 女性乘員的下頸部伸展彎矩比男性乘員響應(yīng)更快。

    4.3 胸部損傷對(duì)比

    胸部損傷指標(biāo)主要是胸部上中下肋骨的壓縮變形量(ΔSc)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖13 所示,可見WorldSID 50th男性乘員和SID IIs 5th 女性乘員的胸部肋骨壓縮變形量基本一致,并不表現(xiàn)出性別差異,但男性乘員胸部損傷指標(biāo)對(duì)乘員乘坐位置較敏感。

    圖13 胸部損傷實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比

    4.4 腹部損傷對(duì)比

    腹部損傷的主要指標(biāo)是腹部上下肋骨的壓縮變形量(ΔSa)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖14 所示,分析可知有如下規(guī)律及差異:

    圖14 腹部損傷實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比

    1)對(duì)于腹部損傷結(jié)果,不同乘員性別之間腹部上下肋骨壓縮變形量有明顯區(qū)別,其中女性乘員的腹部上肋骨壓縮變形量比男性乘員平均小43%,下肋骨平均小62%。這與2 種類別乘員的體型及座椅位置與中央扶手相對(duì)位置有關(guān),也與安全帶預(yù)緊對(duì)乘員姿態(tài)約束作用有關(guān)。

    2)對(duì)于腹部損傷損傷響應(yīng)時(shí)間,WorldSID 50th男性乘員和SID IIs 5th 女性乘員均在約70 ms 處達(dá)到最大峰值,響應(yīng)時(shí)間一致。

    5 結(jié)論

    本研究對(duì)側(cè)碰遠(yuǎn)端乘員運(yùn)動(dòng)及其響應(yīng)原理進(jìn)行了解析,并基于Euro NCAP 2020 遠(yuǎn)端乘員保護(hù)試驗(yàn)及評(píng)價(jià)規(guī)程,通過(guò)某車型5 次側(cè)碰滑臺(tái)試驗(yàn)結(jié)果,對(duì)于不同性別乘員運(yùn)動(dòng)姿態(tài)以及男性乘員(WorldSID 50th)和女性乘員(SID IIs 5th)依據(jù)各部位評(píng)價(jià)指標(biāo)得到的碰撞損傷結(jié)果和碰撞響應(yīng)時(shí)間進(jìn)行了對(duì)比分析。結(jié)果表明,基于某車型的不同性別乘員遠(yuǎn)端保護(hù)響應(yīng)差異呈現(xiàn)如下規(guī)律和趨勢(shì)。

    1)以頭部3ms 合成加速度評(píng)價(jià)損傷,WorldSID 50th 男性乘員與SID IIs 5th 女性乘員響應(yīng)時(shí)間相當(dāng);但SID IIs 5th 女性乘員響應(yīng)時(shí)間比WorldSID 50th 男性乘員響應(yīng)時(shí)間提前約12 ms。

    2)以乘員頸部彎矩評(píng)價(jià)損傷,SID IIs 5th 女性乘員下頸部彎矩最大約為WorldSID 50th 男性乘員的2.2倍;SID IIs 5th 女性乘員響應(yīng)時(shí)間比WorldSID 50th 男性乘員響應(yīng)時(shí)間提前約12 ms。

    3)以胸腹部壓縮變形量評(píng)價(jià)損傷,SID IIs 5th 女性乘員胸部肋骨壓縮變形量與WorldSID 50th 男性乘員基本一致,而腹部壓縮變形量平均比男性乘員小約50%;響應(yīng)時(shí)間無(wú)差異。

    通過(guò)以上分析,對(duì)基于某車型側(cè)面遠(yuǎn)端乘員保護(hù)試驗(yàn)中男性乘員(WorldSID 50th)和女性乘員(SID IIs 5th)各部位的響應(yīng)差異有了深入了解,為研究不同性別乘員在側(cè)碰遠(yuǎn)端保護(hù)中的響應(yīng)提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù),為未來(lái)深入開發(fā)側(cè)碰遠(yuǎn)端乘員保護(hù)方案提供了一定的的技術(shù)支持。

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