車輛正面碰撞中兒童乘員約束系統(tǒng)的仿真研究

《車輛正面碰撞中兒童乘員約束系統(tǒng)的仿真研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。

1、武漢理T大學碩士學位論文第1章緒論本章首先介紹了兒童的交通安全現(xiàn)狀及存在的問題，然后深入研究了兒童乘員約束系統(tǒng)對兒童乘員的保護作用，接著介紹了兒童乘員的安全性評價方法以及車輛碰撞事故中兒童乘員安全性的研究方法，最后闡述了本課題的研究意義和目的。1．1兒童的交通安全現(xiàn)狀及存在的問題據(jù)世界衛(wèi)生組織的調查數(shù)據(jù)顯示，2002年有49763名O～4歲的嬰幼兒在交通事故中死亡，同時有130835名5～14歲的兒童在交通事故中死亡19l。在我國，隨著私家車數(shù)量的逐步增加，兒童乘員的安全性問題也越來越受到家長以及全社會的重

2、視。我國交管部門的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，在2004年有7077名15歲以下的兒童在交通事故中死亡，有28016名15歲以下的兒童在交通事故中受傷。據(jù)悉，中國兒童因交通事故死亡的人數(shù)是歐洲的2．5倍，美國的2．6倍。根據(jù)新浪網網友的問卷調查顯示，有75．66％的汽車內沒有安裝兒童乘員約束系統(tǒng)；有39．95％的家長都曾經讓孩子坐在危險的副駕駛位置；有43．12％的家長認為乘車時由母親懷抱或坐在成人腿上是對兒童有效的保護；有10．05％的駕駛員認為安全氣囊是對兒童乘員的有效保護¨1。近幾年來，對兒童乘員保護方面的研究在歐

3、、美、日等國家和地區(qū)得到了極大的重視。他們在提高兒童約束保護研究方面做了大量的研發(fā)工作，并在研究和事故調查的基礎上出臺了相應的法規(guī)和技術標準，使兒童乘員在車輛事故發(fā)生中得到了有效的保護。但是我國目前對兒童乘員安全保護方面的研究還處在起步階段，還沒有正式的技術標準和相關法規(guī)，還不具備完善的試驗和事故分析能力。1．2兒童乘員約束系統(tǒng)對兒童乘員的保護作用兒童的身體特征與成年人有很大的差別，所以目前車輛上配備的主要為保護成年乘員而設計的約束系統(tǒng)并不適用于兒童乘員，甚至會對兒童乘員造成一定的傷害。世界上很多國家和地區(qū)

4、都規(guī)定了一定年齡以下武漢理工人學碩士學位論文(不同的法規(guī)規(guī)定有所不同)的兒童乘員必須使用專門的兒童乘員約束系統(tǒng)，以降低和減少兒童乘員在車輛事故中所受的傷害。1．2．1兒童乘員的特殊性兒童有著其特殊的身體結構，他們的骨骼尚未發(fā)育完全、頭部所占身體重量的比重也更大些等，這都導致了他們在車禍中所受的傷害也有其特殊性。1．2．1．1兒童特殊的身體結構從身體的結構來說，兒童并不是成年人縮小的模型，其身體結構與成年人是有不同的。從身體的質量分布來看，兒童的頭部重量占整個身體重量的比重比較大，隨身體的發(fā)育該比重逐漸減小。

5、嬰兒時可達50％以上；而成人頭部的重量只占身體重量的6％，如圖1．1a所示‘241。從長度方面來看，成年人頭頸部的高度是自身身高的1／6，而兒童頭頸部的高度則是自身身高的1／4。人體頭骨從出生到成熟的相對比例如圖1．1b所；l25l刁、0導致兒童頭部損傷的原因有兩個：接觸和慣性力矩‘2610接觸通常是兒童頭部與汽車內飾件的接觸，也包括與車內其他乘員的接觸。由于接觸導致的兒童頭部損傷通常從碰撞點附近的擦傷、挫傷到伴隨有腦組織損傷的粉碎性骨折的變化。典型的頭部接觸損傷是骨折、應腦膜外血腫及前腦葉挫傷。慣性力矩或

6、加速度導致的頭部損傷通常是軟組織損傷，例如硬膜下血腫。(a)不同年齡段頭部重量的比(b)不同年齡段頭骨大小相對比例圖1．1兒童頭部的特征武漢理工大學碩士學位論文除了兒童頭部比重大而需要額外保護外，另一個原因就是兒童的頸部肌肉和韌帶尚未完全發(fā)育。人體的頸椎在出生時有三塊不同的骨骼組成，三塊不同的骨骼之間通過軟骨連接，這三塊骨骼在嬰兒出生的第三年明顯地結合在一起，但是第一椎骨(C1)和第二椎骨(C2)直到兒童4---,6歲才完全結合在一起。頸椎的大小在人體青春期時已經達到了成人水平，但是直到人體25歲時才發(fā)育成

7、熟。兒童從一歲發(fā)育到成年，椎間小關節(jié)也從60度逐漸變?yōu)?5度(小關節(jié)平面和錐體背部平面間的角度)‘281，兒童上頸部小關節(jié)相對水平的方位使得即便在較小的力的作用下也會發(fā)生脫臼現(xiàn)象。因此年齡較小的兒童在乘車時若不正確使用約束系統(tǒng)，將很可能導致頸部損傷風險的增加。由于兒童和成人頸部結構差異而導致的兒童損傷通常是脊髓拉伸損傷，因此兒童能夠在不發(fā)生脊柱損傷的情況下發(fā)生脊髓損傷，此類損傷在成年人中很少見。兒童和成年人頸部損傷的另一個區(qū)別是：60"70％的兒童頸部骨折發(fā)生在C1或C2，成年中僅有16％的頸部骨折發(fā)生在C

8、1或C2，這是因為兒童的頸部樞軸在C2或C3，而成年人的頸部樞軸在C6附近。胸腔內的主要器官是肺和心臟。兒童的心臟在胸腔內占的比例要大于成年人E291。由于兒童頭部比重較大，因此兒童的重心較成年人偏高，這使得兒童與約束系統(tǒng)的接觸方式和成年人與約束系統(tǒng)的接觸方式不同。例如，碰撞中兒童容易繞著安全帶的腰帶部分或肩帶部分轉動。兒童的肋骨通常比成年人的柔韌，因此兒童肋骨骨折的現(xiàn)象很少，但兒童胸腔內損傷的風險卻因此而增加‘