基于Thums人体模型追尾碰撞乘员损伤研究

第41卷 第1期2017年2月

武汉理工大学学报(交通科学与工程版）

Journal of Wuhan University of Technology

(Transportation Science Engineering)

Vol.41 No. 1

Feb.2016

基于Thum s人体模型追尾碰撞乘员损伤研究

裴元津^华林1■谢书港s)崔东3)祁志楠35 (武汉理工大学汽车工程学院D 武汉430070)(现代汽车零部件技术湖北省重点实验室2S武汉430070)

(中国汽车技术研究中心天津300300)

摘要：鞭打试验所采用的B1〇R ID-2假人有其Q身局限性，它不能直观地反映乘员軔带、脊椎和内脏

等组织的伤害情况.从某座椅的鞭打试验入手，验证了该座椅有限元模型的准确性，并通过Thumg

人体模型与B1〇R I D- 2假人在试验过程中的姿态和部分输出曲线对比，证明了其可靠性，并对

T h u m s人体模型可能出现损伤的身体部位进行了伤害研究.结果表明，该座椅在鞭打试验中除颈

部受伤以外，腰椎盘纤维环及下腹部位置的内脏也会有所损伤.利用与医肀伤害标准比对的方法

来验证了T h u m s人体模型的可靠性，并指出低速追尾碰撞存在的潜在伤害.

关键词：鞭打试验;追尾碰撞；B1〇R ID-2假人；T h u m s人体模型；伤害研究

中图法分类号：R318. Q1 doi：10. 3963/j. issn.2095-3844. 2017. 01. 033

〇引言

汽车碰撞事故的类型大体上分为正面碰撞、

侧面碰撞、追尾碰撞和翻车4类.日本交通安全协

会2005年的汽车碰撞事故统计饼状图显示，虽然

追尾事故死亡率在所有交通事故中只占了 4%，

但其造成的不同形式的伤害占有却高达54>1

由追尾事故造成的颈部扭伤和拉伤(也称为

挥鞭伤)在各类伤害中占有很大比重，此类伤害也

成为了美国最为多见的保险赔付项目之一.仅2007年，由于颈部受伤所支出的保险赔偿就有约 88亿美元，占碰撞事故总赔偿的25 %[1].此外，澳 大利亚每年因颈部损伤造成的经济损失也高达5 400万澳元[2].

BioRID-2假人模型，在C-N C A P鞭打试验中 有着不可撼动的地位，其拥有复杂的脊椎构造，可 以较为精确的评估颈部所受到的各种伤害.

然而，低速追尾事故更多考虑颈部伤害的同时，往往忽略了其他部位的受伤情况.图1为追尾 碰撞中人体损伤部位所占比例，不难看出除颈部 伤害以外，其他部位包括上肢、下肢、头部及下背 部损伤总共占了大约2〇M.

丰田公司研究开发的Thum s人体模型(见图 2)，是基于人体解剖学并结合高分辨率医学CT 对人体内部结构组织进行全方位模拟的生物力学 有限元模型.

其优势在于可以通过多种方式对人体伤害情 况进行预测和评估：①最直观的一种就是可以看到骨骼及韧带的断裂；②还可以从应力、应变等参 数来判断伤害程度，见图3.较BioRID-2假人而 言，T h u m s人体模型可以得到更丰富的伤害信息，这对于改善汽车安全性能，减小汽车碰撞过程 中人体的损伤具有十分重要的现实意义和工程应 用价值，因此，越来越多的科研机构和组织开始利 用此模型进行对碰撞安全方向的研究与开发.

收稿 U期：2016-12-12

裴元津（ 1992 ):男?硕十?主要研究领域为汽车安

全