臺灣博碩士論文加值系統

本論文將藉由非線性有限元素軟體LS-DYNA3D分別進行正撞人偶各部位模擬驗證，並將分析結果與文獻資料進行比對。最後在深入探討實車模擬內部環境遭受正面撞擊時人偶之動態反應模擬，其模擬重點在於胸部與方向盤之撞擊、頭部與擋風玻璃之撞擊、頭部與方向盤之撞擊、膝蓋與擋板之撞擊等等的動態反應，並依據美國聯邦汽車安全標準（FMVSS208）所規範之台車及實車碰撞試驗條件分別進行分析模擬，且計算頭部（HIC）、胸部（SI）、骨盤 (ares)max之損傷標準值及簡易損傷標準（AIS）等二種量化值，以探討人偶遭受碰撞之動態反應及各部位之損傷分析，提供學術單位研發安全防護配備如：可潰縮方向機柱、安全氣囊等，並使人體胸部於車禍碰撞時之傷害程度降至最低，作為國內車輛正面碰撞模擬人體損傷分析的基礎，並可運用建立車輛正面碰撞相關法規之訂定。

The purpose of this study is to evidence each part of front dummy by using LS-DYNA finite element code, and compares the analyzed results with the documentations. The principal of this study is exploring the dynamic response of dummy in the car that has a front accident and the key of impacts are between chest and wheel, head and windshield, knee and dashboard. Besides, in order to find a reliable information for getting the less injury and designing effective protect equipments, for example: steering column, airbag etc. According to the procedure of sled and vehicle impact to process the simulation of analysis by FMVSS 208 and calculate the injury and AIS of head (HIC), chest (SI), pelvis (ares)max to explore the dynamic response and injury of each part of dummy in impact. The results of this study will be referential in establishing future vehicle safety laws and guiding the future development of safety technologies.

封面內頁
簽名頁
授權書 iii
中文摘要 v
英文摘要 vi
誌謝 vii
目錄 viii
圖目錄 xii
表目錄 xvi
符號說明 xviii
第一章 前言
1.1 研究動機 1
1.2 文獻回顧 3
1.3 研究目的 7
1.4 論文架構 8
第二章 基本理論
2.1 偏微分程式之空間離散法 13
2.1.1 Lagrangian 描述法 14
2.1.2 Eulerian描述法 15
2.2 LS-DYNA程式之應用 15
2.2.1 前、後處理器 16
2.2.2 網格的劃分 16
2.2.3 沙漏控制(Hourglass control) 17
2.2.4 撞擊分析所採用之元素 18
2.2.5 材料選擇 18
2.2.6 接觸碰撞之計算（Contact-Impact Algorithms） 19
2.3 人體損傷指標 21
2.3.1 頭部傷害指標 23
2.3.2 頸部傷害指標 23
2.3.3 胸部傷害指標 24
2.3.4 膝部傷害標準 25
2.4 簡易損傷指標 26
第三章 車輛撞擊試驗之簡介
3.1 Hybrid Ⅲ實驗人偶的發展史 36
3.2 Hybrid Ⅲ型實驗人偶的構造 37
3.3 Hybrid Ⅲ實驗人偶使用特性 39
3.4 有限元素人偶的種類 40
3.4.1 LSTC Hybrid Ⅲ50﹪剛性人偶 40
3.4.2 LSTC Hybrid Ⅲ50﹪可變形人偶 40
3.4.3 FT_ARUP Hybrid Ⅲ50﹪可變形人偶 41
3.4.4 有限元素人偶之比較 42
3.5 台車衝擊測試 43
3.6 實車衝擊測試 44
第四章 有限元素模型之建構
4.1 有限元素人偶模型之建構 72
4.1.1 頭部（Head） 72
4.1.2 頸部（Neck） 72
4.1.3 上軀幹（Upper Torso） 73
4.1.4 下軀幹（Lower Torso） 73
4.1.5 上四肢（Upper Extremities） 74
4.1.6 下四肢（Lower Extremities） 74
4.1.7 人偶關節之建構 74
4.2 實驗人偶測試法規 76
4.2.1 頭部墜落驗證 76
4.2.2 頸部擺臂撞擊驗證 77
4.2.3 胸部擺錘撞擊驗證 78
4.2.4 膝部擺錘撞擊驗證 79
4.3 有限元素人偶模型之驗證 80
4.3.1 頭部模型驗證 80
4.3.2 胸部模型驗證 81
4.3.3 膝部模型驗證 82
4.3.4 腹部模型驗證 83
4.4 Ford Taurus全車有限元素模型之建構 83
4.5 Ford Taurus全車有限元素模型之驗證 84
第五章 正面撞擊人體損傷分析
5.1 台車衝擊實驗數值模擬分析 108
5.1.1 人偶動態反應分析 109
5.1.2 人偶損傷分析 110
5.2 實車撞擊試驗數值模擬分析 112
5.3 台車與實車衝擊試驗之比較 114
第六章 結論與未來展望 133
參考文獻 136

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