大客车侧面碰撞中安全带的作用

毛英慧（长春汽车工业高等专科学校，吉林 长春 130011）

大客车侧面碰撞中安全带的作用

毛英慧
（长春汽车工业高等专科学校，吉林 长春 130011）

建立某国产大客车与货车侧面碰撞的有限元模型及假人和安全带的有限元模型，模拟仿真安全带在大客车发生侧面碰撞时对乘员的保护。分析了发生侧面碰撞时，假人在有安全带和无安全带两种条件下的运动情况，结果表明在大客车侧面碰撞中，安全带可以有效地防止乘员发生“二次碰撞”，减小乘员伤害。

有限元；客车；侧面碰撞；假人；安全带

10.16638/j.cnki.1671-7988.2015.12.026

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

引言

为保证整车安全、降低事故对乘员的伤害程度，大量主动安全装置和被动安全装置已在轿车上广泛应用。但随着国家旅游业的迅猛发展，客车碰撞事故比例也不断增大，使得大客车的碰撞安全问题被广泛关注。文章以某大客车与货车侧面碰撞为例，分析在侧面碰撞中安全带对乘员的保护作用。

1、侧面碰撞仿真模型建立

1.1整车有限元模型

图1　整车侧碰仿真有限元模型

1.2假人有限元模型

由于受软件条件的限制，且考虑到本文是初步探讨客车侧面碰撞乘员保护，故使用刚性混合第 50百分位（Rigid Hybrid Ⅲ 50th %）假人有限元模型进行仿真，如图2所示。

图2　Rigid Hybrid III50th %假人有限元模型

1.3 安全带有限元模型

建立的安全带有限元模型是仅限制乘员腰部的两点式、2D安全带，该模型在处理与假人接触方面比较有优势。安全带有限元模型如图3所示，图4为佩戴安全带的假人有限元模型。

图3　安全带有限元模型

图4　佩戴安全带的假人有限元模型

1.4假人位置调整及安全带固定

对导入的假人模型H点和坐姿进行调整，使假人模型调整至碰撞侧座椅上方，为避免初始穿透，使假人模型与座椅座垫和靠背之间留出适量间隙，对假人施加重力加速度后自然坐于座椅上。为更加真实的模拟碰撞情形，假人与安全带的接触采用面面自动接触。最终，假人的坐姿及位置如图 5所示。

图5　假人的坐姿及位置示意图

2、假人运动情况分析

从表1可以看出，在碰撞初期(t=100ms)假人的反应基本一致，身体受到侧围的撞击力产生侧向移动，而头部由于惯性会进行挥鞭运动。当t=200ms时无安全带的假人在座椅上滑动，上身基本直立，而有安全带的假人由于安全带的作用，臀部无法继续移动上身发生倾斜。随后，无安全带的假人继续移动，最终从座椅上滑落，身体和头部可能与座椅发生撞击；有安全带的假人在以后的过程中臀部始终在座椅上，上半身和手臂会进行摆动，但产生“二次撞击”的可能性较小。

表1　有无安全带发生侧碰时假人运动情况

3、结语

从有/无安全带时假人的运动情况可以看出，在侧面碰撞中安全带可以有效地防止“二次碰撞”，减小乘员受到不必要伤害的机会。所以，为尽量减小客车发生侧面碰撞时的损伤程度，乘员应佩戴安全带。

[1] ECE/R95/01,关于车辆侧面碰撞乘员保护认证的统一规定[S]. 2000.

[2] FMVSS 214,美国FMVSS侧碰保护法规[S].2006.

[3] 毛英慧.营运客车侧面碰撞住址研究及安全性评价[D].长安大学, 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，就职于长春汽车工业高等专科学校。