大客車側面碰撞中安全帶的作用

毛英慧（長春汽車工業高等專科學校，吉林 長春 130011）

大客車側面碰撞中安全帶的作用

毛英慧
（長春汽車工業高等專科學校，吉林 長春 130011）

建立某國產大客車與貨車側面碰撞的有限元模型及假人和安全帶的有限元模型，模擬仿真安全帶在大客車發生側面碰撞時對乘員的保護。分析了發生側面碰撞時，假人在有安全帶和無安全帶兩種條件下的運動情況，結果表明在大客車側面碰撞中，安全帶可以有效地防止乘員發生“二次碰撞”，減小乘員傷害。

有限元；客車；側面碰撞；假人；安全帶

10.16638/j.cnki.1671-7988.2015.12.026

CLC NO.: U467.3Document Code: AArticle ID: 1671-7988(2015)12-72-02

引言

為保證整車安全、降低事故對乘員的傷害程度，大量主動安全裝置和被動安全裝置已在轎車上廣泛應用。但隨著國家旅游業的迅猛發展，客車碰撞事故比例也不斷增大，使得大客車的碰撞安全問題被廣泛關注。文章以某大客車與貨車側面碰撞為例，分析在側面碰撞中安全帶對乘員的保護作用。

1、側面碰撞仿真模型建立

1.1整車有限元模型

圖1　整車側碰仿真有限元模型

1.2假人有限元模型

由于受軟件條件的限制，且考慮到本文是初步探討客車側面碰撞乘員保護，故使用剛性混合第 50百分位（Rigid Hybrid Ⅲ 50th %）假人有限元模型進行仿真，如圖2所示。

圖2　Rigid Hybrid III50th %假人有限元模型

1.3 安全帶有限元模型

建立的安全帶有限元模型是僅限制乘員腰部的兩點式、2D安全帶，該模型在處理與假人接觸方面比較有優勢。安全帶有限元模型如圖3所示，圖4為佩戴安全帶的假人有限元模型。

圖3　安全帶有限元模型

圖4　佩戴安全帶的假人有限元模型

1.4假人位置調整及安全帶固定

對導入的假人模型H點和坐姿進行調整，使假人模型調整至碰撞側座椅上方，為避免初始穿透，使假人模型與座椅座墊和靠背之間留出適量間隙，對假人施加重力加速度后自然坐于座椅上。為更加真實的模擬碰撞情形，假人與安全帶的接觸采用面面自動接觸。最終，假人的坐姿及位置如圖 5所示。

圖5　假人的坐姿及位置示意圖

2、假人運動情況分析

從表1可以看出，在碰撞初期(t=100ms)假人的反應基本一致，身體受到側圍的撞擊力產生側向移動，而頭部由于慣性會進行揮鞭運動。當t=200ms時無安全帶的假人在座椅上滑動，上身基本直立，而有安全帶的假人由于安全帶的作用，臀部無法繼續移動上身發生傾斜。隨后，無安全帶的假人繼續移動，最終從座椅上滑落，身體和頭部可能與座椅發生撞擊；有安全帶的假人在以后的過程中臀部始終在座椅上，上半身和手臂會進行擺動，但產生“二次撞擊”的可能性較小。

表1　有無安全帶發生側碰時假人運動情況

3、結語

從有/無安全帶時假人的運動情況可以看出，在側面碰撞中安全帶可以有效地防止“二次碰撞”，減小乘員受到不必要傷害的機會。所以，為盡量減小客車發生側面碰撞時的損傷程度，乘員應佩戴安全帶。

[1] ECE/R95/01,關于車輛側面碰撞乘員保護認證的統一規定[S]. 2000.

[2] FMVSS 214,美國FMVSS側碰保護法規[S].2006.

[3] 毛英慧.營運客車側面碰撞住址研究及安全性評價[D].長安大學, 2011.

The Function of Seat Belt in Bus Side-crash

Mao Yinghui
( Changchun Automobile Industry Institute, Jilin Changchun 130011 )

Establish the finite element model of a bus side crash with a truck and the models of dummy and seat belt. Simulate the influence of seat belt for passengers injury in bus side-crash. And analyze the movements of dummy under the conditions of with seat belt and without seat belt. The results show that, in the bus side-crash, seat belt can prevent the passengers form “secondary collision” effectively and reduce the injury.

Finite element; bus; side-crash; dummy; seat belt

U467.3

A

1671-7988（2015）12-72-02

毛英慧，就職于長春汽車工業高等專科學校。