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假人头部损伤控制的技术研究与应用
摘要：在汽车安全领域，假人头部损伤是评估碰撞安全性能的重要指标之一。当前的标准要求下，头部撞击到硬物所导致的假人头部损伤超标问题引起了广泛关注。本文基于试验结果分析，探讨了现行标准中使用加厚泡沫减少假人头部损伤的方式已不再适用的原因，并提出了一种新的设计思路，即避免头部撞击区域存在任何硬物，减少靠背对假人头部弧形运动的阻碍，以降低头部损伤值。
引言
假人头部损伤是汽车碰撞安全性能评估中的关键指标之一。当前标准GB13057-2014中，为了控制假人头部损伤，采用加厚泡沫的方式来减小碰撞过程中头部受到的加速度峰值。然而，通过试验结果分析发现，当头部以较高速度撞击座椅靠背时，现有的加厚泡沫设计已无法满足要求。本文旨在提出一种新的设计思路，以控制假人头部损伤，确保汽车安全性能的进一步提升。
头部撞击速度与损伤超标问题
试验结果表明，头部撞击速度是导致假人头部损伤超标的主要因素之一。当碰撞速度达到50km/h时，假人头部在撞击座椅靠背时的速度相对较大。虽然通过增加加厚泡沫的厚度可以减小头部受到的加速度峰值，但如果泡沫内部存在硬物，加速度脉宽仍然较大，从而导致积分计算出的头部损伤值（HIC）超过标准要求。因此，需要寻找新的设计思路来降低头部损伤值。
头部撞击区域设计思路
为了降低假人头部损伤值，新的设计思路是在头部撞击区域避免任何硬物的存在，并尽量减少靠背对头部弧形运动的阻碍。具体措施如下：
3.1 避免硬物存在
在头部撞击区域的设计中，需要彻底排除任何可能导致头部损伤的硬物存在。这意味着在座椅靠背的设计过程中，应注意材料的选择和构造的设计，确保靠背表面光滑且无突出物。
3.2 减少阻碍
为了减少靠背对头部弧形运动的阻碍，可以采取以下措施：
（1）优化靠背的曲率：通过精确的曲面设计，使得头部在撞击过程中可以沿着尽可能平滑的弧形路径运动，减小与靠背的摩擦和阻力。
（2）减少靠背的厚度：靠背的过度厚度可能会导致头部与靠背之间的接触面积增大，增加碰撞过程中的阻力。因此，适当减少靠背的厚度可以降低头部损伤风险。
实施方案及效果评估
为了验证新设计思路的可行性和效果，可以进行仿真模拟和实际试验。仿真模拟可以使用计算机辅助工程（CAE）软件对不同设计方案进行评估，并优化设计参数。而实际试验可以在实验室或碰撞试验场进行，通过对比不同设计方案下的头部损伤值，评估新设计思路的有效性。
结论
针对假人头部损伤超标的问题，本文提出了一种新的设计思路，即在头部撞击区域避免任何硬物的存在，并尽量减少靠背对头部弧形运动的阻碍。该设计思路有望降低假人头部损伤值，提高汽车碰撞安全性能。进一步的仿真模拟和实际试验将验证该设计思路的可行性和有效性，并为未来的汽车安全设计提供指导。
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