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本文利用多刚体系统动力学软件MADYMO(Mathematical DynamicModel),根据欧洲ECE R44/04标准,结合9个月大儿童假人,对LB565型儿童座椅建立台车正碰试验仿真模型。通过与台车试验结果的比对,验证了所建模型的正确性,在此模型基础上对影响该儿童座椅保护性能的参数进行灵敏度分析和三因素三水平的正交优化,使LB565型儿童座椅对儿童乘员的保护性能大大提高。最后,对两种误用情况进行仿真分析,比较儿童伤害的变化。主要研究内容如下:1.在阅读国内外相关文献资料后,对儿童乘员乘车安全现状、儿童约束系统的研究内容和方法,国内外发展现状做了归纳和总结。介绍CRS的定义、结构和分类,简述欧洲ECE R44/04法规对CRS的相关规定,并比较与美国FMVSS 213的区别。2.按照ECE R44/04法规中的相关规定建立CRS的有限元模型、台车座椅模型、成人安全带和儿童安全带系统模型、P3/4儿童假人等。对儿童座椅进行正面台车碰撞试验仿真,分析仿真得到的儿童假人胸部合成加速度曲线、头部合成加速度曲线、胸部脊柱方向加速度曲线和头部HIC值,说明该CRS在正碰中对9个月大儿童的保护效果符合欧洲法规标准。比较计算机仿真与台车试验结果,发现各类伤害曲线基本吻合,除头部HIC值以外其它指标误差均在15%之内,验证了仿真模型的正确性。3.在成人加权伤害指标WIC的基础上,根据欧美法规要求情况,提出儿童加权伤害指标C-WIC值的计算公式。改变儿童安全带的刚度特性、儿童座椅材料特性、儿童安全带穿绕点位置、成人安全带刚度特性、儿童座椅摇篮倾角、安全带卷收器刚度、儿童假人与儿童座椅摩擦系数、儿童安全带松弛量8个参数到上下极限值,观察仿真后儿童加权伤害值C-WIC的变化情况,找出影响儿童座椅对儿童保护性能的主要敏感因素。4.利用正交表L9(34)对CRS进行三因素三水平正交试验,最终确定条件摇篮角度与垂直平面角度增加20°、儿童座椅材料刚度增大50%、假人与儿童座椅摩擦系数0.3为最优条件。通过极差分析,得出儿童座椅摇篮角度是影响CRS保护效果的最主要因素,其次分别是假人与儿童座椅摩擦系数和儿童座椅材料刚度。对改进前后儿童假人的各伤害指标进行对比,发现改进后的模型对儿童的保护效果远远优于改进前。5.研究儿童安全带脱落和成人安全带没有在儿童座椅上夹紧两种误用情况。仿真结果显示,儿童安全带脱落情况会使儿童头部伤害严重增加,是极危险的情况,而第二种情况和正确使用CRS时对儿童的保护效果相差不大。