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“THUMS”假人模型简介

2021-09-22 19:51:56·  来源：上汽安全与CAE技术  
　
去年，丰田公司宣布从2021年1月起将免费公开THUMS假人模型的相关技术。很多人产生疑问：什么是THUMS? THUMS假人模型有哪些优势？THUMS假人模型对汽车行业的发展
去年，丰田公司宣布从2021年1月起将免费公开“THUMS”假人模型的相关技术。很多人产生疑问： 
假人模型简介


图1 “THUMS”的发展过程
从“THUMS”假人模型的发展过程中可以看出，每一次的改进都向着更加接近真实人类身体的方向发展。从最初的仅有骨骼模型，到后来一步步添加更为精密的面部、脑部、内脏、肌肉，甚至将虚拟身体模型细化到有性别、体型和年龄等的区分；发展到第六代产品时，“THUMS”假人模型已经和真实的人类非常接近了。

图2 THUMS Version6中的不同年龄、性别、体型、姿态的人体结构模型

03、“THUMS”的优势

以“THUMS”为代表的人体有限元模型能够准确地表征人体的几何特征和材料特性，具有非常精确的解剖结构特征，复杂的材料模型和极高的生物逼真度，在对碰撞事故中人体损伤机理的研究和损伤风险的评估方面发挥着日益重要的作用。能够很好地弥补物理实体假人所带来的一系列局限性，例如试验成本高昂、试验可重复性较低、假人模型人体体征有限等。
由于“THUMS”采用高人体解剖学特征的建模方法，其在汽车碰撞分析中，除了能够准确模拟人体在碰撞过程中各部位受到的宏观损伤情况外，还能够得到脑部、内脏、韧带等组织的应力、应变状态，为科研人员提供更加的损伤判定依据。此外，“THUMS”的衍生人体模型能够表征广泛的人体几何形态、组成成分和材料属性特征，具备评估不同人体特征参数、各种坐姿和乘坐环境下乘员损伤特性的能力，能够有效拓宽汽车安全设计的保护范围，这些特性都是实体假人模型所不具备的。


（a）Hybrid III 假人模型


（b）“THUMS” 假人模型
图3 实体假人和“THUMS”假人坐姿模型对比

图4 “THUMS”假人碰撞仿真模型

04、“THUMS”对汽车行业发展的影响

对汽车行业来讲，“THUMS”假人模型的发展会让汽车安全试验更为精准，这样不仅有助于提高整车开发效率，而且会使汽车行业的测试标准越来越高，从而迫使厂商在车辆以及行人保护中增加研发、提升水平，推动整个汽车行业安全性能的发展。

05、总结

现如今“THUMS”假人模型不仅仅是丰田公司车辆开发中不可或缺的工具，并且还被众多国内外汽车企业、零部件企业以及大学、科研机构等广泛应用于汽车安全技术的研发。“THUMS”假人模型的发展对于提升汽车行业整体的车辆安全性能有很大帮助，尤其是为非标准碰撞工况下车内乘员的保护和自适应式约束系统的开发提供了强有力的工具，能有效地推动交通事故“零伤亡”愿景的实现。
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