頭部合成加速度
關注創建者：CAE追夢者 創建時間：2020-10-07
頭部合成加速度的實例教程
本案例是將獲取的頭部合成加速度轉化為頭部傷害（HIC）。
頭碰機蓋過程及頭部傷害HIC值變化曲線
成人頭碰機蓋位移云圖
成人頭碰機蓋塑性應變變形動畫
本案例模型及相關操作見附件、收費內容部分，凡購買本案例的朋友，結合附件中的模型及相關操作說明在仿真操作上還有什么疑問，請與我溝通交流。本案例將持續完善與豐富！
展開 圖3計算得到的方向盤縱向相對后移量曲線
實驗中加速度測點為司機座椅下靠近縱梁處，而模擬計算中的有限元模型不包括車身部分，因此相應地采用縱梁上比較接近的點進行對比。圖4為發生碰撞時司機座椅處加速度a的實驗值與模擬計算值對比曲線。由曲線可知，兩條曲線趨勢和區域基本相同，差異主要是由于有限元模型局部的簡化。
圖4司機座椅下加速度實驗值與計算值
因此從上面的分析可以得出，模擬計算與實驗結果基本上是吻合的，只是局部存在一些差異，這是因為在建模時，由于條件所限作了一些假設和簡化。
本文還采用多剛體動力學法并利用模擬計算得到的司機座椅處加速度曲線和方向盤的時間—位移響應數據，計算了系有安全帶的混三型假人在汽車正面碰撞時的動態響應以及人體損傷值。由于實車碰撞實驗時沒有安裝假人，因此模擬計算無法與實驗進行對比，但前面進行的有限元模擬計算結果與實驗結果基本一致，因此后面的計算結果還是具有一定的參考價值。多剛體動力學法的模擬計算環境包括方向盤、人體和簡化的車體。圖5是得到的混三型假人運動響應時間序列圖，圖6(a)和圖6(b)分別為混三型假人的頭部合成加速度值ah和胸部合成加速度值ac曲線。從曲線中可以得出頭部損傷指標值(由頭部質心處的合成線加速度計算而得[2])為1565.7，胸部合成加速度最大值為348.4m/s2。
圖5多剛體動力學法計算得到的混三型假人運動響應時間序列圖
(a) 頭部
(b) 胸部
圖6混三型假人的合成加速度曲線
3汽車結構的耐撞性分析
汽車結構耐撞性設計中，需要考慮結構的變形型式，特別是當結構發生褶皺變形時它能吸收更多因撞擊加載引起的能量。
展開 配套免費視頻課程見技術鄰->中沫工程師-小周->HyperMesh聯合Primer整車約束系統前后處理
整車正面碰約束系統后處理是基于正面碰整車模型基礎，完善假人、安全帶、氣囊設置，進行正面碰撞計算（50km/h 正面碰 60ms），對計算結果進行數據提取與評價，其提取方面包括：
1.頭部傷害：頭部傷害值HIC、3ms合成加速度
2.頸部傷害值：剪切力Fx、伸張力Fz、伸張彎矩My
3.胸部傷害值：壓縮變形量、粘性指數VC
4.大腿傷害值：大腿力、膝蓋滑動位移
5.小腿傷害值：小腿壓縮力、小腿脛骨指數
以下，基于Hyperworks后處理系統分步驟說明：
1.頭部傷害：頭部傷害值HIC、3ms合成加速度
（1）頭部加速度曲線提取
（2）提取頭部傷害值
（3）頭部傷害3ms合成加速度提取與頭部傷害評價
2.頸部傷害值：剪切力Fx、伸張力Fz、伸張彎矩My
（1）頸部傷害值-剪切力Fx提取與評價
（2）頸部傷害值-伸張力Fz提取與評價
（3）頸部傷害值-伸張彎矩My提取與評價
（4）頸部傷害值評價
3.胸部傷害值：壓縮變形量、粘性指數VC
（1）胸部傷害值-壓縮變形量提取與評價
（2）胸部傷害值-粘性指數VC提取與評價
4.大腿傷害值：大腿力、膝蓋滑動位移
（1）大腿傷害值-大腿力提取與評價（這里為說明方法，僅提取左大腿力）
（2）大腿傷害值-膝蓋滑動位移提取與評價
5.小腿傷害值：小腿壓縮力、小腿脛骨指數
（1）小腿傷害值-小腿壓縮力提取與評價
（2）小腿傷害值-小腿脛骨指數提取與評價
展開 在碰撞過程中從任意一個時間點t1到時間點t2 (t1 < t2 ) 相隔不超過30/15 毫秒的時間歷程內，乘員的頭部損傷判據36 HIC / 15 HIC 應通過假人頭部重心位置的合成加速度r a 計算得到，該合成加速度表達為重力加速度g 的倍數，碰撞過程中36 HIC 的值不得超過1000， 15 HIC 的值不得超過700，其計算表達式為：
（2）胸部損傷判據
胸部合成加速度持續時間大于3 毫秒的部分不應超過60g，這對5 百分位的成年女性假人模型及50 百分位的成年男性假人模型是一樣的；胸骨相對脊柱的壓縮變形對于50 百分位的成年男性假人模型不應超過76mm，而對于5百分位的成年女性假人模型則不應該超過52mm。該加速度指標在本文中記作“3ms acc ”，壓縮變形記作“deflection”。
（3）下肢損傷判據
該標準規定碰撞過程中，經過大腿骨傳遞的軸向力對于50 百分位的成年男性假人模型不得超過10008N，而對于5 百分位的成年女性假人模型則不得超過6805N。本文中該指標記作“leg force”。
（4）頸部損傷判據
碰撞過程中，頸部上端承力位置即枕髁處的變形按照其剪切力x F ，軸向力z F 和彎矩oyc M 的作用可分為四種可能出現的組合情形：拉伸并向后延長彎曲、拉伸和向前彎曲、壓縮和向后延長彎曲以及壓縮和向前彎曲等。事故任意確定時刻只可能出現上述某一種情況，每一時刻頸部損傷判據ij N 可通過下式計算得到：
3 臥鋪車廂乘員二次碰撞有限元模型的建立
為了準確模擬乘員的二次碰撞，需要詳細建立臥鋪車廂的有限元模型，查閱相關資料，得到我國現行軌道臥鋪客車車廂出尺寸數據，見表1。
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頭部合成加速度的最新內容
3ms合成加速度提取與頭部傷害評價
2.頸部傷害值：剪切力Fx、伸張力Fz、伸張彎矩My
（1）頸部傷害值-剪切力Fx提取與評價
（2）頸部傷害值-伸張力Fz提取與評價
（3）頸部傷害值-伸張彎矩My提取與評價
（4）頸部傷害值評價
3.胸部傷害值：壓縮變形量、粘性指數VC
（1）胸部傷害值-壓縮變形量提取與評價
（
本案例是將獲取的頭部合成加速度轉化為頭部傷害（HIC）。
在碰撞過程中從任意一個時間點t1到時間點t2 (t1 < t2 ) 相隔不超過30/15 毫秒的時間歷程內，乘員的頭部損傷判據36 HIC / 15 HIC 應通過假人頭部重心位置的合成加速度r a 計算得到，該合成加速度表達為重力加速度g 的倍數，碰撞過程中36 HIC 的值不得超過1000， 15 HIC 的值不得超過700，其計算表達式為：
（2）胸部損傷判據
胸部合成加速度持續時間大于
圖5是得到的混三型假人運動響應時間序列圖，圖6(a)和圖6(b)分別為混三型假人的頭部合成加速度值ah和胸部合成加速度值ac曲線。從曲線中可以得出頭部損傷指標值(由頭部質心處的合成線加速度計算而得[2])為1565.7，胸部合成加速度最大值為348.4m/s2。
