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第1章 绪论1

1.1 交通事故1

1.1.1 交通事故的概念1

1.1.2 交通事故的分类1

1.1.3 交通事故的特点4

1.2 汽车儿童交通事故5

1.2.1 儿童交通事故伤亡5

1.2.2 儿童交通事故种类6

1.2.3 儿童乘车现状调研7

1.2.4 儿童乘车常见误区9

1.3 儿童乘车安全措施12

1.3.1 儿童安全法规体系12

1.3.2 儿童乘员约束系统13

1.3.3 儿童乘车安全教育14

第2章 儿童乘员人机工程与损伤机理16

2.1 儿童人机工程学16

2.1.1 儿童人机工程学定义16

2.1.2 儿童年龄段的划分18

2.2 儿童人体因素18

2.2.1 人体测量基础19

2.2.2 儿童人体尺寸20

2.2.3 儿童运动特点22

2.2.4 儿童感官特点24

2.3 儿童发育特征27

2.3.1 儿童人体生长发育28

2.3.2 生长发育评价指标29

2.3.3 儿童心理发展特点30

2.4 碰撞生物力学及儿童损伤特点33

2.4.1 生物力学概述33

2.4.2 基本力学定义35

2.4.3 损伤标准与等级38

2.4.4 头颈部损伤机理41

2.4.5 胸腹部损伤机理50

2.4.6 四肢损伤机理56

2.5 儿童头部颅骨破裂限值研究60

2.5.1 儿童头部损伤限值研究概况61

2.5.2 基于CT的儿童头部三维重建63

2.5.3 儿童头部有限元模型的建立66

2.5.4 儿童头部材料属性的优化69

2.5.5 材料属性标定及模型验证74

2.5.6 Weber儿童尸体试验再现78

2.5.7 儿童颅骨破裂安全限值87

第3章 儿童约束系统法规与试验方法95

3.1 儿童约束系统概述95

3.1.1 儿童约束系统的定义95

3.1.2 儿童约束系统的分类96

3.1.3 儿童约束系统的固定99

3.2 儿童约束系统法规101

3.2.1 国际法规体系简介101

3.2.2 动态试验工况104

3.2.3 质量分组及假人105

3.2.4 儿童伤害指标106

3.2.5 整体特性及其他107

3.3 模拟碰撞试验系统108

3.3.1 碰撞波形要求108

3.3.2 滑车试验系统109

3.3.3 CRS试验座椅113

3.3.4 固定装置和附件116

3.3.5 试验用儿童假人119

3.3.6 儿童假人的标定122

3.4 儿童安全座椅动态试验方法124

3.4.1 一般试验要求124

3.4.2 主要测试项目126

3.4.3 座椅和假人安装方法127

3.4.4 带扣开启力测试129

3.5 欧洲新法规ECE R129及相关研究130

3.5.1 ECE R129法规介绍131

3.5.2 国际儿童座椅主要侧撞试验系统136

3.5.3 中国儿童座椅侧撞研究进展139

第4章 儿童约束系统评价体系146

4.1 国际儿童约束系统评价体系146

4.1.1 美国评价规程147

4.1.2 英国评价规程148

4.1.3 欧洲评价规程149

4.1.4 其他评价规程150

4.2 中国儿童约束系统的评价研究153

4.2.1 儿童约束系统使用情况调研154

4.2.2 儿童约束系统易用性测试评价158

4.2.3 儿童约束系统误使用试验评价175

4.3 中国儿童约束系统评价体系184

4.3.1 评价指标体系建立187

4.3.2 评价方法验证188

4.3.3 星级评价方法190

4.3.4 中国儿童约束系统评价规程191

第5章 儿童安全座椅产品设计194

5.1 儿童安全座椅开发概述194

5.1.1 产品设计原则194

5.1.2 产品开发流程195

5.1.3 产品设计目标197

5.2 儿童安全座椅设计要求201

5.2.1 结构性能要求201

5.2.2 人机工程参数203

5.2.3 基本结构形式204

5.2.4 连接接口形式205

5.2.5 附属部件组成207

5.2.6 产品标识要求210

5.2.7 包装与说明书212

5.3 儿童安全座椅CAD建模技术214

5.3.1 建模技术简介215

5.3.2 概念设计造型216

5.3.3 底座结构建模218

5.3.4 椅背结构建模219

5.3.5 头枕调节机构建模220

5.3.6 儿童安全座椅整体装配221

5.4 产品评审与确认223

5.4.1 新产品开发设计评审223

5.4.2 CAE仿真与设计验证223

5.4.3 产品设计开模前确认224

5.4.4 产品文档输出和开模224

5.4.5 产品成型和送检测试225

5.5 材料、工艺和图案227

5.5.1 主体结构材料227

5.5.2 塑料成型工艺228

5.5.3 面料的选择229

5.5.4 花型的选择230

第6章 儿童约束系统CAE仿真与优化232

6.1 儿童约束系统仿真概述232

6.1.1 仿真软件简介232

6.1.2 儿童假人模型234

6.1.3 CRS仿真流程235

6.2 基于MADYMO的儿童约束系统仿真236

6.2.1 儿童安全座椅和假人模型236

6.2.2 成人三点式安全带的连接238

6.2.3 儿童五点式安全带的连接239

6.2.4 台车碰撞试验波形的输入239

6.2.5 模拟计算与试验对标240

6.2.6 儿童假人伤害指标对比241

6.3 基于LS-DYNA的儿童约束系统仿真243

6.3.1 儿童安全座椅有限元模型243

6.3.2 台车试验座椅和假人模型244

6.3.3 安全带约束和速度边界条件245

6.3.4 材料参数和单元属性设置246

6.3.5 基于LS-DYNA的仿真结果248

6.4 CRS结构参数敏感性分析251

6.4.1 儿童约束系统设计参数251

6.4.2 座椅连接处厚度的影响252

6.4.3 儿童安全座椅椅身参数的影响254

6.4.4 成人和儿童安全带的影响255

6.4.5 坐垫摩擦系数的影响256

6.5 儿童约束系统优化设计方法257

6.5.1 基于正交试验设计的系统优化258

6.5.2 基于NSGA-Ⅱ算法的优化方法261

6.5.3 基于SIMPLEX的单目标优化263

6.5.4 儿童座椅结构改进265

6.5.5 相应仿真与试验验证269

第7章 专用校车碰撞法规及约束系统设计273

7.1 校车发展概况273

7.1.1 中国校车的安全问题273

7.1.2 中国的校车应用现状274

7.1.3 美国的校车应用概况277

7.1.4 其他国家的校车应用概况278

7.2 中美专用校车碰撞法规对比279

7.2.1 校车定义及类型对比279

7.2.2 碰撞安全结构强度对比281

7.2.3 校车座椅试验方法对比283

7.2.4 内部冲击区和特殊装置284

7.3 专用校车座椅动态试验286

7.3.1 试验设备和测试系统286

7.3.2 乘员允许位移指标要求289

7.3.3 乘员胸部允许伤害指标290

7.3.4 乘员腿部允许伤害指标290

7.3.5 座椅固定件及其他指标292

7.3.6 美国校车座椅的动态试验293

7.4 专用校车座椅约束系统设计296

7.4.1 头枕和座椅靠背296

7.4.2 坐垫、椅腿及连接件298

7.4.3 安全带299

7.4.4 座椅间距300

7.5 专用校车座椅关键结构的改进301

7.5.1 模型简化和关键参数选择301

7.5.2 关键参数对法规指标的影响302

7.5.3 局部结构对关键参数的影响304

7.5.4 校车座椅结构改进试验结果305

参考文献310