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基于THUMS假人的主动发盖开发简介

2022-09-23 20:03:18·  来源：上汽安全与CAE技术  
　
随着国内外汽车保有量的逐年增长，车外行人在发生交通事故时的安全防护受到了广泛关注，目前很多主机厂开始研发主动发盖技术以降低人的头部撞击伤害。主动发盖是

随着国内外汽车保有量的逐年增长，车外行人在发生交通事故时的安全防护受到了广泛关注，目前很多主机厂开始研发主动发盖技术以降低人的头部撞击伤害。

主动发盖是在行人头部与发动机盖接触之前，把发动机盖后端抬升到一定的高度，以增加发动机盖下方的空间，从而改善行人头部保护效果的一种新技术。

人与车的碰撞仿真是主动发盖开发中的一个重要环节，下面主要介绍主动发盖开发中假人的应用。


一、主动发盖开发与HBM

在车辆安全开发过程中，需要进行大量的虚拟仿真分析工作，用来模拟真实场景的人与车辆撞击后的变形姿态与受伤程度，因此用于仿真分析的虚拟假人成了必备的分析工具。

主动发盖开发主要用到 6YO、AF05、AM50、AM95四种尺寸假人，用来完成HBM认证、行人探知、头部碰撞时间（HIT）、发动机罩负荷变形（Human body deflection）的仿真计算分析。

目前行业内主要用到的HBM包括基于MADYMO的多刚体假人、HybridⅢ假人及THUMS假人等，其中THUMS假人为丰田公司免费对外公开的虚拟人体模型，可以让更多的企业与研究机构使用THUMS，促进汽车安全行业的发展。

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图1 THUMS假人示意图

二、THUMS行人保护假人介绍

THUMS为丰田汽车公司以及丰田中央研究所从1997年开始联合开发的一款能够高度还原和解析碰撞过程中对人体的全身伤害的虚拟人体模型，其中也包括了满足Euro NCAP中TB024要求的行人保护开发用假人，调试后可直接用于仿真开发之中。

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图2 假人姿态调整

其中，四个尺寸假人已按照TB024中要求完成了节点ID命名及姿态调整。

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图3 ID命名规则及姿态要求

三、THUMS假人仿真应用

在主动发盖开发的HBM认证分析工作中，以AM50假人为例，考虑四种通用车辆类型，三种不同的车辆撞击速度，总共需进行12个仿真计算。

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图4 仿真模型

   仿真分析后，提取假人HC、T12及AC值确认是否满足TB024中给定的范围要求。

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图5 假人HC、T12及AC范围要求 

在HIT的计算中，需根据前期定义的开发策略选择合适尺寸假人，以45kph的速度去撞击假人右侧，假人头部CoG在车的中线上，且脚跟需要尽可能的贴近地面，发动机罩位置需要是在闭合状态。

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图6 行人碰撞示意图

在发动机罩负荷变形分析中，应以40kph 速度进行数值模拟，应根据车辆的特定尺寸选用使发动机罩上部获得最少支撑的合适尺寸的假人。例如，带有短发动机罩的小型车辆，50%假人接触发动机罩上部后面，因此，应使用更小身高的假人。

小结

在主动发盖开发过程中，准确的选用HBM工具不但可以提高分析效率的，亦可提升仿真精度，起到事半功倍的效果。与此同时，在满足开发要求的情况下，假人模型的采购成本也是重要的考虑因素，因而免费开放的THUMS假人为我们提供了较好的解决方案，促进了汽车安全行业的发展。


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