顏凌波，解文娜，許 偉，曹立波，戴宏亮，張 愷

(1.汽車(chē)噪聲振動(dòng)和安全技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，重慶 400039； 2.湖南大學(xué)，汽車(chē)車(chē)身先進(jìn)設(shè)計(jì)制造國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，長(zhǎng)沙 410082)

前言

汽車(chē)碰撞試驗(yàn)用假人是根據(jù)人體尸體的生物力學(xué)研究成果而設(shè)計(jì)的模擬人體結(jié)構(gòu)與力學(xué)特性的機(jī)械裝置，是評(píng)估乘員在碰撞載荷下遭受傷害風(fēng)險(xiǎn)的重要工具[1]。目前，全球應(yīng)用最廣泛的汽車(chē)碰撞假人是混III 50百分位男性假人[2]。該假人已普遍應(yīng)用于汽車(chē)正面碰撞試驗(yàn)中，但該假人是基于歐美人體尺寸而設(shè)計(jì)，與我國(guó)人體尺寸存在一定的差異[3－4]。這些人體體型的差異，尤其在體質(zhì)量上的差異會(huì)造成不同的乘員損傷響應(yīng)和約束系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)[5]。而我國(guó)汽車(chē)碰撞試驗(yàn)假人研究的滯后也成為我國(guó)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸之一。因此，在工信部、科技部和中國(guó)汽車(chē)工程學(xué)會(huì)指導(dǎo)下，我國(guó)在2017年12月專(zhuān)門(mén)成立了中國(guó)體征碰撞假人工作組。由此可見(jiàn)，中國(guó)體征碰撞假人開(kāi)發(fā)符合我國(guó)科技興國(guó)戰(zhàn)略要求，并受到越來(lái)越多的關(guān)注。

目前，我國(guó)有不少學(xué)者針對(duì)混III 50百分位男性假人和中國(guó)體征碰撞假人進(jìn)行了各種條件下的試驗(yàn)性能對(duì)比。曹立波和白中浩等人對(duì)中國(guó)假人模型與混III 50百分位假人模型在正面碰撞中的響應(yīng)差異研究表明，中國(guó)假人模型與混III 50百分位假人模型在車(chē)輛正面碰撞中的損傷風(fēng)險(xiǎn)差異很大，開(kāi)發(fā)具有中國(guó)人體特征的假人具有重要意義[6－7]。朱寧宇通過(guò)分析不同體型假人在正面碰撞中的響應(yīng)差異得出結(jié)論，在一定范圍內(nèi)，身材越小，損傷風(fēng)險(xiǎn)越大，現(xiàn)有的約束系統(tǒng)不利于保護(hù)小個(gè)子乘員[5]。張金換等人對(duì)比了中美不同百分位多剛體假人模型在正面碰撞中的損傷，結(jié)果顯示，當(dāng)正面碰撞速度低于50 km/h時(shí)，中國(guó)5百分位女性和50百分位男性駕駛員比相應(yīng)的美國(guó)駕駛員損傷風(fēng)險(xiǎn)更高，進(jìn)行車(chē)型開(kāi)發(fā)時(shí)需要考慮人體尺寸的差異[8]。

但是，上述研究都是利用MADYMO多剛體假人模型進(jìn)行的正面碰撞損傷研究，而多剛體動(dòng)力學(xué)模型不如有限元模型能更細(xì)致精確地表現(xiàn)物理假人的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。另外，目前汽車(chē)的駕駛員約束系統(tǒng)是針對(duì)混III假人而設(shè)計(jì)的，現(xiàn)有約束系統(tǒng)能否很好保護(hù)中國(guó)人體駕駛員仍不明確，而目前研究更多還是集中在兩種假人對(duì)損傷響應(yīng)的差異，并未針對(duì)約束系統(tǒng)參數(shù)對(duì)假人損傷響應(yīng)的影響進(jìn)行深入研究。為此，參照全體段縮放方法，根據(jù)中國(guó)人體尺寸對(duì)混III 50百分位整體假人有限元模型進(jìn)行縮放得到中國(guó)50百分位假人有限元模型，并建立某量產(chǎn)車(chē)型的有限元模型，通過(guò)仿真詳細(xì)對(duì)比了兩種假人在汽車(chē)正面碰撞中的動(dòng)態(tài)和損傷響應(yīng)，并探討了安全氣囊參數(shù)對(duì)兩種假人損傷響應(yīng)影響的差異。

1 中國(guó)與美國(guó)人體尺寸差異

通過(guò)收集公開(kāi)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)獲取中國(guó)和美國(guó)兩國(guó)人體的尺寸數(shù)據(jù)，并進(jìn)行對(duì)比。

圖1為中國(guó)與美國(guó)成年人體身高體質(zhì)量對(duì)比數(shù)據(jù)。其中，中國(guó)人體尺寸數(shù)據(jù)主要來(lái)自1988年的中國(guó)成年人體尺寸標(biāo)準(zhǔn)和每5年發(fā)布一次的國(guó)民體質(zhì)調(diào)查報(bào)告[3，9－12]。美國(guó)人體尺寸數(shù)據(jù)主要來(lái)自NHTSA 報(bào)告 DOT-HS-806－715(Schneider，1983)[13]以及1990和2008年發(fā)布的全國(guó)健康與營(yíng)養(yǎng)調(diào)查報(bào)告[14]?？梢钥闯?，無(wú)論是男性還是女性，中國(guó)人體的身高和體質(zhì)量均要低于美國(guó)人體的身高體質(zhì)量，雖然從1988－2015年這近30年的時(shí)間內(nèi)，中國(guó)人體的身高和體質(zhì)量都在增加，但是仍舊小于混III 50百分位假人對(duì)應(yīng)的身高體質(zhì)量。

圖1 中國(guó)與美國(guó)成年人身高體質(zhì)量對(duì)比散點(diǎn)圖

表1為中國(guó)和美國(guó)50百分位成年男性人體主要尺寸對(duì)比。可以看出，混III 50百分位男性假人所對(duì)應(yīng)美國(guó)50百分位人體的身高體質(zhì)量分別為1 751 mm和78.2 kg[4]，而我國(guó)1988年國(guó)標(biāo)中50百分位男性的身高體質(zhì)量分別為1 678 mm和59 kg[3]，其中身高與混III假人對(duì)應(yīng)人體尺寸的差異是4.17%，而體質(zhì)量的差異則達(dá)到24.55%。到了2015年，雖然我國(guó)人體身高和體質(zhì)量有所增加，但體質(zhì)量與混III假人所對(duì)應(yīng)的體質(zhì)量差異仍達(dá)10%。另外可以發(fā)現(xiàn)，我國(guó)50百分位男性的坐高要略微高于混III 50百分位男性假人對(duì)應(yīng)的成年人體坐高，這與之前對(duì)比中國(guó)50百分位男性的身高要明顯低于混III假人所對(duì)應(yīng)美國(guó)50百分位男性的身高形成鮮明的反差，這就意味著兩國(guó)人體在身高上的差距主要集中在下肢上。同時(shí)，這個(gè)反差也表明雖然隨著時(shí)間推移，中國(guó)人體的身高和體質(zhì)量不斷增加，并逐步接近混III 50百分位男性假人所對(duì)應(yīng)人體尺寸的身高體質(zhì)量，但兩國(guó)人體在身體比例等體態(tài)上仍有明顯差異，而這個(gè)差異可能會(huì)對(duì)人體在車(chē)輛中的坐姿產(chǎn)生重要影響，并可能導(dǎo)致不一樣的動(dòng)態(tài)響應(yīng)和損傷結(jié)果。

表1 中美成年男性人體尺寸對(duì)比數(shù)據(jù)

2 中國(guó)人體尺寸特征假人有限元模型建立

中國(guó)與美國(guó)人體在體型上存在明顯的差異，有必要開(kāi)發(fā)符合中國(guó)人體尺寸的碰撞試驗(yàn)假人，但由于目前中國(guó)人體損傷生物力學(xué)研究基礎(chǔ)還不夠健全完善，完全從正向設(shè)計(jì)出發(fā)去開(kāi)發(fā)假人模型的基礎(chǔ)相對(duì)薄弱。同時(shí)，考慮到中國(guó)人體與美國(guó)人體的主要差別是在體型上，其內(nèi)部骨骼等解剖結(jié)構(gòu)較為相似。因此，本文中主要在混III 50百分位男性假人有限元模型的基礎(chǔ)上，采用非均一的全體段縮放方法來(lái)建立中國(guó)人體假人有限元模型，探討假人設(shè)計(jì)所對(duì)應(yīng)的人體尺寸體型差異對(duì)假人動(dòng)態(tài)響應(yīng)和約束系統(tǒng)設(shè)計(jì)的影響。該方法主要是將人體分為多個(gè)體段，根據(jù)人體的尺寸和質(zhì)量參數(shù)來(lái)計(jì)算各體段幾何形狀和質(zhì)量的縮放系數(shù)，同時(shí)利用這些系數(shù)進(jìn)一步確定縮放后假人的標(biāo)定試驗(yàn)要求。目前行業(yè)內(nèi)廣泛使用的混III 5百分位女性假人和混III 95百分位男性假人均是采用這個(gè)方法縮放而得[15]。因此本文中采用全體段縮放方法縮放混III 50百分位男性假人有限元模型來(lái)建立符合中國(guó)人體尺寸特征的假人有限元模型是可行的。

全體段縮放方法將人體分為頭、頸、軀干、左右臂、左右手、左右大腿、左右小腿11個(gè)體段，然后對(duì)各體段分別進(jìn)行縮放。由于中美人體在各體段的比例不完全一樣，所以各體段的縮放系數(shù)也不同，而為獲得更準(zhǔn)確的外形尺寸，對(duì)于某一個(gè)體段，在不同方向上的縮放系數(shù)也是不同的?？s放系數(shù)則主要包括質(zhì)量縮放系數(shù)Rm和外形尺寸縮放系數(shù)λx，λy和λz。通常，為保證縮放后得到的假人模型和原假人模型的質(zhì)量分布相同，λx和λy基本都是相等的。λx，λy和λz三者的關(guān)系則通過(guò)質(zhì)量比例Rm來(lái)約束。

表2列出了用于計(jì)算縮放系數(shù)的中美人體尺寸數(shù)值。其中由于我國(guó)尚未更新最新的人體尺寸標(biāo)準(zhǔn)，行業(yè)內(nèi)也未有公開(kāi)的最新中國(guó)人體尺寸數(shù)據(jù)，因此中國(guó)50百分位人體尺寸數(shù)據(jù)還是來(lái)自GB/T 10000—1988[3]，美國(guó)人體尺寸參數(shù)則來(lái)自Schneider所統(tǒng)計(jì)的美國(guó)人體數(shù)據(jù)[14]，該數(shù)據(jù)也是混III 50百分位假人設(shè)計(jì)所對(duì)應(yīng)的美國(guó)人體尺寸數(shù)據(jù)。根據(jù)這些數(shù)值計(jì)算的各體段的縮放系數(shù)如表3所示。

表2 中國(guó)50百分位假人各體段人體參數(shù)數(shù)值

縮放后的中國(guó)50百分位男性假人(以下簡(jiǎn)稱中國(guó)假人)有限元模型和混III 50百分位男性假人(以下簡(jiǎn)稱混III假人)有限元模型對(duì)比如圖2所示。從圖中可以看出，中國(guó)假人在體型上要比混III假人小很多，且中國(guó)假人相對(duì)更苗條，四肢也更短，中國(guó)假人的肩寬和胸厚也要明顯小于混III假人，尤其胸厚變小對(duì)假人在試驗(yàn)中受沖擊產(chǎn)生的損傷測(cè)試會(huì)產(chǎn)生不確定的影響，它可能會(huì)導(dǎo)致在相同胸部位移的情況下中國(guó)假人有更大的胸部壓縮率。

表3 中國(guó)50百分位假人各體段縮放系數(shù)

圖2 兩種假人有限元模型對(duì)比

3 正面碰撞駕駛員側(cè)有限元模型的建立和驗(yàn)證

基于LS-DYNA分析方法建立某量產(chǎn)乘用車(chē)型的正面碰撞駕駛員側(cè)約束系統(tǒng)模型，它包括車(chē)體、安全帶、安全氣囊和混III 50百分位假人。按照 CNCAP試驗(yàn)所測(cè)得的假人定位參數(shù)對(duì)假人進(jìn)行定位，定位后的完整模型如圖3所示。

圖3 駕駛員側(cè)約束系統(tǒng)模型

圖4 部分試驗(yàn)與仿真結(jié)果對(duì)比

為驗(yàn)證模型有效性，將正面碰撞試驗(yàn)中所測(cè)得的B柱下方加速度脈沖施加于假人上進(jìn)行50 km/h碰撞仿真，仿真與試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比如圖4和表4所示。可以看出，仿真與試驗(yàn)曲線在峰值、峰值時(shí)刻和曲線走勢(shì)上基本一致，誤差均在12%以內(nèi)，曲線的擬合度較好，因此該駕駛員側(cè)約束系統(tǒng)模型可用于后續(xù)的仿真分析。

表4 仿真與試驗(yàn)結(jié)果峰值對(duì)比

4 正面碰撞中兩種假人的損傷響應(yīng)對(duì)比

正面碰撞駕駛員側(cè)有限元模型建立后，分別將混III假人和中國(guó)假人放置到座椅上。在放置過(guò)程中可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)把混III 50百分位假人按照C-NCAP試驗(yàn)所測(cè)得的假人定位參數(shù)完成定位后，即混III假人H點(diǎn)處于與測(cè)試中大致相同的位置，假人雙腳剛好置于腳踏板上，手剛好握在轉(zhuǎn)向盤(pán)，如果將中國(guó)假人按照與混III假人相同的H點(diǎn)位置放置到座椅上，并保持各體段間連接鉸鏈的轉(zhuǎn)動(dòng)角度相同，此時(shí)中國(guó)假人由于更短的四肢，腳部無(wú)法觸到踏板，手也未能握在轉(zhuǎn)向盤(pán)上。因此，須將座椅沿著座椅滑軌向前移動(dòng)，使中國(guó)假人雙腳剛好置于踏板上，從而保證假人處于一個(gè)合理正確的乘坐位置。按照該方法重新定位后的中國(guó)假人和混III假人的對(duì)比如圖5所示，兩種假人在車(chē)內(nèi)與內(nèi)飾的距離具體數(shù)值如表5所示，測(cè)量項(xiàng)目參考圖6?？梢钥闯觯捎谧蔚那耙?，使中國(guó)假人離內(nèi)飾的距離更近，假人的生存空間更小。

圖5 兩種假人調(diào)整后位置對(duì)比

表5 混III假人與中國(guó)假人相對(duì)位置測(cè)量

圖6 假人相對(duì)位置測(cè)量示意圖

兩種假人模型建立后，按照C-NCAP法規(guī)要求對(duì)其進(jìn)行正面100%碰撞工況下的仿真，碰撞速度為50 km/h。兩種假人的動(dòng)態(tài)響應(yīng)對(duì)比則如圖7所示。從圖中可以看出，碰撞進(jìn)行40 ms時(shí)刻，混III假人胸部剛好接觸正在展開(kāi)的安全氣囊，而此時(shí)的中國(guó)假人胸部已與氣囊有了一定的接觸；當(dāng)碰撞進(jìn)行到60 ms時(shí)刻時(shí)，氣囊完全展開(kāi)，此時(shí)混III假人頭部下巴剛好要接觸到安全氣囊，整個(gè)假人頭部并未與安全氣囊產(chǎn)生完整的接觸，而此時(shí)中國(guó)假人頭部已與氣囊深接觸；當(dāng)碰撞進(jìn)行100 ms時(shí)刻時(shí)，混III假人頭部向前運(yùn)動(dòng)到最大位置，從圖中可以看到此時(shí)安全氣囊已基本泄氣，氣囊對(duì)假人頭部的支撐相對(duì)較弱，假人的頭部快要接觸到轉(zhuǎn)向盤(pán)上緣；而中國(guó)假人頭部在85 ms時(shí)就已經(jīng)運(yùn)動(dòng)到最前端，此時(shí)氣囊泄氣并未完全結(jié)束，氣囊內(nèi)部仍有一定的壓力，使假人頭部與轉(zhuǎn)向盤(pán)上緣仍有一定距離。由于中國(guó)假人的位置更靠前，假人在前移的過(guò)程中與正在展開(kāi)的氣囊發(fā)生接觸，使假人上半身向前的運(yùn)動(dòng)受到了一定限制，也導(dǎo)致假人的頸部向前彎曲的幅度要小于混III假人。此外，中國(guó)假人胸部與安全氣囊的接觸主要集中在假人肋骨上半段，即上面的4根肋骨，而混III假人則6根肋骨都與安全氣囊發(fā)生接觸。由此可見(jiàn)，由于假人更加靠前的乘坐位置和更小的體質(zhì)量，中國(guó)假人在正面碰撞中動(dòng)態(tài)響應(yīng)細(xì)節(jié)方面與混III假人有著明顯的不同。

圖8 對(duì)比了兩種假人主要損傷響應(yīng)曲線。假人各部位損傷峰值則如表6所示?？梢钥闯?，由于中國(guó)假人位置前移，頭部提前接觸氣囊，頭部加速度上升時(shí)間提前，頭部加速度和HIC36值也偏大；由于整個(gè)上半身軀干向前運(yùn)動(dòng)受到更多的限制，中國(guó)假人頸部向前彎曲的幅度更小，其損傷也要小于混III假人；由于假人胸部與安全氣囊接觸面積和位置的差異，中國(guó)假人胸部加速度和胸部壓縮量均小于混III假人；大腿力方面，中國(guó)假人右腿的大腿力要更大，但左腿力卻更小，這可能與座椅前移和體型改變導(dǎo)致腰帶力加載角度變化有關(guān)；由于兩種假人在質(zhì)量上的差異，混III假人安全帶肩帶力持續(xù)時(shí)間要比中國(guó)假人長(zhǎng)10 ms左右，同時(shí)其腰帶力也明顯大于中國(guó)假人。

圖8 混III假人與中國(guó)假人正面碰撞損傷響應(yīng)曲線對(duì)比

5 約束系統(tǒng)參數(shù)變化對(duì)不同假人的損傷影響分析

從圖7可以看出，由于兩種假人體型和乘坐位置的不同，安全氣囊與兩種假人的接觸細(xì)節(jié)有一定的差異。因此，選取安全氣囊起爆時(shí)間、排氣孔直徑和氣體質(zhì)量流率因子3個(gè)安全氣囊參數(shù)作為變量，改變其值來(lái)研究安全氣囊設(shè)計(jì)參數(shù)變化對(duì)中國(guó)假人和混III假人損傷響應(yīng)的影響。各參數(shù)取值如表7所示。

表6 混III假人與中國(guó)假人損傷響應(yīng)峰值對(duì)比

表7 安全氣囊參數(shù)水平

5.1 安全氣囊起爆時(shí)間變化對(duì)不同假人的損傷影響分析

按照表7中安全氣囊起爆時(shí)間參數(shù)水平進(jìn)行仿真，輸出頭部HIC36值、胸部3 ms合成加速度值、胸部壓縮變形量和左、右大腿軸向力等參數(shù)。仿真所得到的兩種假人的損傷響應(yīng)結(jié)果如表8和表9所示。為能更全面地評(píng)價(jià)乘員各部位的綜合損傷情況，采用Viano和Arepally于1990年提出的加權(quán)損傷指數(shù)(weighted injury criterion，WIC)來(lái)綜合評(píng)價(jià)不同安全氣囊參數(shù)條件下的假人損傷，計(jì)算公式[16]為

式中：HIC36為頭部損傷指標(biāo)；Cg為胸部3 ms合成加速度，g；C為胸部壓縮量指標(biāo)，m；Fl和Fr分別為左右大腿軸向力最大值，kN。

表8 安全氣囊起爆時(shí)間變化對(duì)中國(guó)假人的損傷影響分析

表9 安全氣囊起爆時(shí)間變化對(duì)混III假人的損傷影響分析

對(duì)比表8和表9可以看出，在該車(chē)型50 km/h的100%正面碰撞中，隨著安全氣囊起爆時(shí)間的推遲，中國(guó)假人HIC36值有明顯增加的趨勢(shì)，而提前起爆時(shí)間有助于提高對(duì)中國(guó)假人的保護(hù)性能。當(dāng)氣囊起爆時(shí)間為15 ms時(shí)，中國(guó)假人HIC36值相比原始起爆時(shí)間條件下減小了6.98%，且綜合損傷指標(biāo)WIC值最低。相比之下，對(duì)于混III假人，當(dāng)安全氣囊起爆時(shí)間為初始值21 ms時(shí)，混III假人大部分的損傷響應(yīng)是最低的，且綜合損傷指標(biāo)WIC值也為最低，達(dá)到了對(duì)混III假人保護(hù)最佳的效果。而當(dāng)氣囊起爆時(shí)間提前至18 ms時(shí)，混III假人的綜合損傷WIC值有所增大。這主要是氣囊起爆較早，泄氣也較早，當(dāng)混III假人頭部與安全氣囊接觸時(shí)氣囊偏軟，從而導(dǎo)致假人頭部與轉(zhuǎn)向盤(pán)發(fā)生了二次接觸，增大了假人損傷風(fēng)險(xiǎn)。

5.2 安全氣囊排氣孔直徑變化對(duì)不同假人的損傷影響分析

不同安全氣囊排氣孔直徑參數(shù)對(duì)應(yīng)的中國(guó)假人和混III假人損傷仿真結(jié)果如表10和表11所示。對(duì)比可以看出，安全氣囊排氣孔直徑在一定范圍內(nèi)增大時(shí)，中國(guó)假人的頭部、胸部損傷和WIC值有減小的趨勢(shì)。當(dāng)排氣孔直徑增大為45 mm時(shí)，中國(guó)假人頭部HIC36相比原始排氣孔直徑減小了15.48%，且WIC值減小了11.47%，而對(duì)于混III假人，隨著排氣孔直徑的增大，HIC36和WIC值皆先降后升。當(dāng)安全氣囊排氣孔直徑為初始值40 mm時(shí)，混III假人HIC36和WIC值達(dá)到最低，起到了對(duì)混III假人保護(hù)最優(yōu)的效果。超過(guò)40 mm后，兩者都開(kāi)始增大。尤其當(dāng)直徑接近50 mm時(shí)，由于氣囊泄氣過(guò)快而變軟，導(dǎo)致混III假人頭部與轉(zhuǎn)向盤(pán)產(chǎn)生硬接觸，失去保護(hù)乘員的作用。仿真時(shí)也因模型單元產(chǎn)生過(guò)大變形而出錯(cuò)、中斷，故表中缺少50 mm的數(shù)據(jù)。

表10 安全氣囊排氣孔直徑變化對(duì)中國(guó)假人的損傷影響分析

表11 安全氣囊排氣孔直徑變化對(duì)混III假人的損傷影響分析

5.3 安全氣囊氣體質(zhì)量流率變化對(duì)不同假人的損傷影響分析

不同安全氣囊氣體質(zhì)量流率對(duì)應(yīng)的中國(guó)假人和混III假人損傷仿真結(jié)果如表12和表13所示。對(duì)比可以看出，隨著安全氣囊充氣速率的增大，中國(guó)假人頭部HIC36和WIC值先降后升。當(dāng)安全氣囊氣體質(zhì)量流率因子為0.9時(shí)，兩者皆達(dá)到最低值。而對(duì)于混III假人，隨著氣囊充氣速率的增大，其頭部HIC36和WIC值呈減小的趨勢(shì)，在安全氣囊氣體質(zhì)量流率因子為1.2時(shí)，安全氣囊對(duì)混III假人保護(hù)效果最佳。

表12 安全氣囊氣體質(zhì)量流率變化對(duì)中國(guó)假人的損傷影響分析

表13 安全氣囊氣體質(zhì)量流率變化對(duì)混III假人的損傷影響分析

綜上所述，基于當(dāng)前混III假人優(yōu)化的安全氣囊起爆時(shí)間、排氣孔直徑和氣體質(zhì)量流率等參數(shù)，雖然可以給混III假人提供最佳保護(hù)效果，但都無(wú)法對(duì)中國(guó)假人提供最佳保護(hù)效果，甚至部分安全氣囊參數(shù)變化對(duì)中國(guó)假人和混III假人損傷響應(yīng)的影響趨勢(shì)是相反的。因此，現(xiàn)有按照混III假人最優(yōu)設(shè)計(jì)的約束系統(tǒng)不一定能給中國(guó)假人提供有效的保護(hù)，其是否能夠提供有效的保護(hù)需要進(jìn)一步去探討研究。

6 結(jié)論

運(yùn)用有限元分析方法，在混III 50百分位假人有限元模型的基礎(chǔ)上，通過(guò)全體段縮放方法建立了一個(gè)符合中國(guó)50百分位人體尺寸特征的男性假人有限元模型，通過(guò)仿真對(duì)比了兩種假人在汽車(chē)正面碰撞工況下的損傷響應(yīng)，并研究了安全氣囊參數(shù)變化對(duì)兩種假人的損傷影響，得出了如下結(jié)論。

(1)相比混III 50百分位男性假人，中國(guó)50百分位男性假人的身材較小，四肢較短，肩寬和胸厚也較小。而當(dāng)兩種假人都處于正常乘坐位置時(shí)，中國(guó)50百分位男性假人與內(nèi)飾的距離要小于混III 50百分位男性假人，其生存空間更小。

(2)在同一車(chē)型50 km/h正面碰撞過(guò)程中，中國(guó)50百分位男性假人頭部損傷風(fēng)險(xiǎn)要大于混III 50百分位男性假人，而胸部損傷有可能較小。

(3)現(xiàn)有按照混III 50百分位男性假人最優(yōu)設(shè)計(jì)的安全氣囊參數(shù)未必能給中國(guó)50百分位男性假人提供最優(yōu)的保護(hù)。針對(duì)兩種假人最優(yōu)設(shè)計(jì)的安全氣囊參數(shù)值存在一定的差異，部分安全氣囊參數(shù)的影響趨勢(shì)甚至是相反的。