1、针对全新的行人保护aPLI腿型应用难点，基于某车型的行人保护开发进行了相关应用研究。

2、首先将Flex-PLI和aPLI进行参数对比，分析aPLI腿型的特征和损伤机理。

3、然后通过同平台车型的对标研究，将仿真与试验的损伤误差控制在10%以内，为该车型改进奠定基础。

4、更后针对某车型aPLI腿型得分率较低的问题，提出增设副保险杠吸能块、调整主副吸能块刚度和增加发动机罩前横梁等改进方案来匹配车辆前端刚度，显著改善了该车型的行人保护性能。

5、侯松，罗昆，谢斌，吴长鹏。

6、东风日产乘用车公司技术中心。

7、随着我国汽车保有量不断增加，道路交通环境也愈加复杂。

8、行人作为交通环境中的弱势群体，其安全性一直备受关注。

9、在2011－2016年的道路交通事故调查中，行人事故占交通事故总数的20%，行人死伤人数占总交通事故死伤人数的30%［1］。

o型腿站立姿势

1、在全球范围内行人下肢是人车事故中更常见的受伤部位［2］。

2、行人在人车事故中的运动姿态、受伤位置与车辆前端保险杠高度密切相关，低保险杠车辆更易造成小腿胫骨和膝盖受伤，而高保险杠车辆更易造成大腿股骨骨折［3］。

3、对行人腿部的保护研究普遍采用Flex-PLI柔性腿型，Flex-PLI腿型股骨和胫骨采用多段可变形骨骼结构，计及股骨和胫骨的弯曲，提升了对腿部和韧带损伤的预测能力。

4、柔性腿的局限性也逐渐显现，比如未考虑到上体对下肢运动姿态和损伤程度的影响，对于SUV车型的高保险杠车辆适用性较差［4］。

5、Konosu等［5］针对上述缺陷对现有柔性腿进行改进且开发出aPLI()腿型，并经过对鲁棒性、生物逼真度和损伤预测能力的优化，使其具有较高的损伤预测能力和适应性。

矫正o型腿更有效的坐姿

1、在车辆研发阶段应对aPLI腿型碰撞安全的研究还面临挑战。

2、因此本文中借助aPLI试验数据进行仿真对标工作，保证aPLI的仿真精度。

3、同时结合工程实际问题，介绍能提升aPLI腿型碰撞性能的思路。

4、121版C-NCAPaPLI腿型试验。

5、在对18种不同高低保险杠车辆的腿型碰撞研究中发现，以50th男性人体模型(，HBM)为基准，柔性腿在高保险杠车辆中的运动学响应差异较大，低估了大腿的损伤、高估了韧带拉伸量。

6、而在低保险杠车辆中，高估了大腿弯矩［6］。

7、在碰撞过程中人的上体质量对下肢损伤程度和运动学响应有显著影响。

8、通过在柔性腿上端加入上体简化模块(，SUBP)后，腿型的运动响应和损伤预测能力均有明显改善［7］，并通过优化质量分布等衍生出现有的aPLI腿型。

o型腿矫正的正确睡姿

1、1aPLI腿型介绍。

2、aPLI腿型主体部分是由SUBP、大腿股骨、膝关节和小腿胫骨4部分构成。

3、SUBP主要由氯丁橡胶为材料的皮肤和配重铝块组成，通过圆柱形的机械髋关节连接到下肢，股骨和胫骨均贴有应变片用于测量弯矩，两者由模拟韧带的钢缆绳和弹簧连接。

4、腿型主体外围由氯丁橡胶和橡胶片组成的皮肤包裹［8］。

5、Flex-PLI和aPLI腿型参数对比如图1所示。

6、与Flex-PLI腿型相比，aPLI腿型优点在于:。

7、图1Flex-PLI和aPLI腿型参数对比［9］。

8、考虑上体质量的影响，使腿型适用性增强。

9、采用更新人体仿生学设计，模拟人体下肢真实形状和质量分布。

10、各损伤指标的评估能力更接近HBM的损伤。

11、2aPLI腿型试验方法和评分规则。

什么坐姿可以矫正O型腿

1、21版C-NCAP要求，aPLI腿型离地25mm，以40km/h的速度水平撞击车辆前端保险杠。

2、默认车辆左右对称，以Y=0为起始点，每间隔100mm选取一个试验点，如图2所示。

3、腿型试验总分为5.0，其中大腿和小腿弯矩各2.0分，韧带拉伸量1.0分。

4、图2aPLI腿型试验示意图。

5、各试验点结合高性能阈值和低性能阈值采用线性插值的方法计算点数分。

6、统计所有撞击点得分，并计算得分率，试验更终得分等于总分数乘以得分率［10］。

7、表1为aPLI腿型高低性能阈值。

8、2aPLI腿型试验与仿真结果对标。

9、为把握aPLI腿型仿真精度，对该车型的同平台车型展开试验，并进行仿真对标。

10、按照aPLI腿型试验的要求，对车辆的前端各试验点进行撞击。

o型腿站姿矫正

1、仿真基于LS-版本，截取整车前半段有限元模型，模型后端截面约束6自由度。

2、腿型采用Cellbond公司开发的同型号aPLI有限元模型。

3、腿型与车辆前端接触设置使用自动面面接触，腿型定位等碰撞条件与试验一致，如图3所示。

4、图3试验与仿真aPLI腿型定位。

5、对标前仿真与试验总体误差为17.5%，不满足10%的目标精度要求。

6、通过调整关键部件接触的摩擦因数、考虑发动机罩冲压硬化效应等措施，使总体误差缩小至8.3%，达到目标精度要求。

7、具体对标过程不详细展开。

8、图4为L0撞击点对标后仿真与试验的评价指标曲线对比。

9、其中大腿弯矩、小腿弯矩和韧带拉伸量的误差分别为9.0%、2.7%和18.0%，按照各项指标的总分占比分配权重，得出仿真与试验的总体加权误差为8.3%。

改正o型腿的正确走路姿势

1、图4L0(Y=0)点仿真与试验评价指标曲线对比。

2、同时对试验与仿真的腿型运动学响应采用时序图的方式进行动态过程的响应对比，见图5(外侧深色表示仿真，内侧浅色表示试验)。

3、试验和仿真中的aPLI腿型运动姿态基本一致，因此可以认为两者运动学响应基本一致。

4、图5aPLI腿型试验与仿真时序图对比。

5、aPLI腿型的仿真与试验总体误差在10%以内，运动学响应一致性高。

6、3某车型aPLI腿型仿真结果分析。

7、该车型属于高保险杠车辆，车辆前端结构除保险杠前端装有泡沫吸能材料外，发动机罩前端和副保险杠前端均没有对应腿型的支撑结构。

8、按照以往的工程经验，由于前端结构刚度差异较大，车辆现有状态可能会导致aPLI的韧带拉伸量、大腿下部和小腿上部的弯矩超标。

怎样的坐姿可以改善o型腿

1、根据C-NCAP的腿部试验要求，aPLI腿型以40km/h速度撞击该车前端保险杠，并统计各撞击点韧带拉伸量、大腿弯矩和小腿弯矩，用于评价该车型对aPLI腿型的损伤程度，结果如表2所示。

2、由表2可知，该车型aPLI腿型得分2.18，得分率仅有43.6%，除两端的撞击点(L6、L－6.5)外，其余位置的失分均较严重。

3、而失分指标主要体现在内侧副韧带(MCL)拉伸量和大腿下部与小腿上部的弯矩，仿真结果印证了前面的推测。

4、在行人保护腿型碰撞中，车辆前端结构对腿部损伤的影响较为明显，腿部受力主要来自车辆发动机罩前端、保险杠和副保险杠［11］。

5、应对aPLI腿型的基本策略是匹配好车辆前端刚度分布，尤其是保险杠和副保险杠。

o型腿什么动作可以矫正

1、①在现有模型基础上，上端沿Y向新增横立柱加强发动机罩前端刚度，用于支撑大腿。

2、②副保险杠前端新增泡沫吸能材料EPP30，增强下端刚度，用于支撑小腿，如图6所示。

3、方案一仿真结果如表3所示。

4、在发动机罩前端增加结构件、副保险杠前端增设泡沫吸能材料，以增加发动机罩和副保险杠前端的刚度，使其与保险杠区域刚度进行匹配，aPLI腿型的更终得分由2.18提升至3.29，增幅51%。

5、从表3看出，改进前得分较差的MCL伸长量和大腿下部弯矩都有明显的改善，满足甚至优于高性能阈值。

6、小腿上部弯矩虽有改善，但大部分撞击点的更大弯矩仍大于275Nm(高性能阈值)，小腿弯矩得分较差，致使方案一的更终得分仍未达标。

7、小腿上部弯矩得分差主要有两个原因:一是保险杠的泡沫吸能材料刚度过大，与新增的副保险杠泡沫吸能材料的刚度匹配不当。

o型腿矫正动作示范

1、二是通过观察仿真动画发现，新增的副保险杠泡沫吸能材料刚度不足，小腿在撞击过程中副保险杠吸能块产生了向下偏转的运动，使其未能对小腿产生有效的支撑，导致小腿上部弯矩仍然较大。

2、这与文献［14］中关于保险杠泡沫吸能材料的刚度对行人腿部损伤有较大影响的论断一致。

3、又提出方案二，其改进思路是通过弱化保险杠泡沫吸能材料的刚度，加强副保险杠泡沫吸能材料的刚度，进一步匹配前端结构刚度，以改善小腿上部弯矩。

4、①在方案一的基础上，保险杠泡沫吸能材料由EPP30改为EPP45，以减小其刚度。

5、②修改副保险杠吸能块的结构，防止方案一出现的偏转运动，泡沫吸能材料由EPP30改为刚度较大的EPP20，如图7所示。

6、方案二aPLI腿型损伤统计见表4。

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