黄金华,郑文强

(1.同济大学 汽车学院,上海 200092；2.延锋彼欧汽车外饰系统有限公司,上海 201805)

0 引言

2013年世界卫生组织发布的《道路安全全球现状报告》指出：全世界的道路交通死亡总数每年高达124万例,其中22%的受害者都是行人。根据事故统计数据,在行人伤亡事故中,小腿是主要的受伤部位之一[1]。在行人碰撞事故中，碰撞产生的力传递到皮肤、肌肉、韧带、骨骼等部位，如果相应部位受到的碰撞力值超过限值，就会造成肌肉损伤、韧带断裂、骨折等伤害，所以行人下腿型伤害受到国内外主机厂、科研机构和法规标准制定部门的重视。

我国在2010年7月1日实施了GB/T 24550—2009汽车对行人的碰撞保护国家标准[2]，此法规的行人保护冲击器为刚性腿。从2014开始，欧洲新车评价规程(Euro-NCAP)的行人碰撞保护评价使用柔性腿替代刚性腿作为行人腿型冲击器[3]。同时从2015年开始，行人碰撞保护欧洲法规ECER127也开始从刚性腿切换为柔性腿[4]。

本文首先针对行人保护刚性腿进行研究分析，并依据柔性腿的分析和试验结果，对某车型前端结构提出优化策略，为汽车前端结构设计提供参考。

1 刚性腿与柔性腿分析研究

刚性腿有3个伤害评价指标，分别是胫骨加速度、膝关节弯曲角度和膝关节剪切位移。柔性腿针对股骨、膝关节和胫骨分别有股骨弯矩、膝关节韧带伸长量和胫骨弯矩3种伤害指标。其中股骨弯矩指标目前只作为监控指标，并不作为评价伤害指标。膝关节部分的韧带伸长量分别为前十字交叉韧带(ACL)、后十字交叉韧带(PCL)、外侧副韧带(LCL)和内侧副韧带(MCL)，这4个韧带伸长量中，外侧副韧带(LCL)伸长量作为监控指标，其余3个都作为评价伤害指标。……