車輛側(cè)翻情況下頭部與車頂碰撞引起的頸椎和胸椎損傷研究

車輛側(cè)翻情況下頭部與車頂碰撞引起的頸椎和胸椎損傷研究

研究了乘員與車頂碰撞引起頸椎和胸椎損傷的機(jī)理及車輛側(cè)翻對頸椎損傷的評價(jià)方法，從車輛側(cè)翻安全角度提出了車頂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的改進(jìn)建議。

研究16歲以上乘員在車輛純側(cè)翻情況下與車頂碰撞，造成對頭部、臉部、脊椎（AIS2+以上級別的脊椎損傷）或胸部的損傷。研究數(shù)據(jù)來源于美國國家車輛采樣系統(tǒng)（NASS）的2000～2009年碰撞數(shù)據(jù)系統(tǒng)（CDS）數(shù)據(jù)，共95593名乘員，其中4674名造成AIS2+以上級別的脊椎損傷。根據(jù)以上數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)了不同車頂侵入程度、側(cè)翻類型、車輛類型、受傷乘員在車內(nèi)位置、性別等情況時(shí)的受傷乘員所占比例。碰撞到車頂并受到AIS2+損傷的乘員中，58%以上的車輛車頂變形超過5.8cm，34%的車頂變形超過20cm。給乘員造成AIS2、AIS3、AIS4+脊椎損傷時(shí)，平均車頂變形分別為18.7、17.8、14.8cm。各個(gè)變形區(qū)間造成損傷的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)如圖1所示。

受到AIS2+損傷的乘員，其42%碰撞到車頂而造成車頂變形小于5.8cm，該類損傷主要由于乘員偏離座椅與車頂撞擊而形成。在車頂變形為 5.8～20cm時(shí)，乘員23%的損傷也是上述同樣原因造成的。這表明，車輛側(cè)翻中的乘員脊椎損傷與車頂變形及乘員活動密切相關(guān)。

研究表明，通過改進(jìn)駕駛員固定裝置（安全帶）及保護(hù)裝置（襯墊、安全氣囊等）可減少車輛2/3純側(cè)翻工況時(shí)乘員的脊椎損傷。另外，減少車頂垂直變形約20cm可進(jìn)一步提高安全性?，F(xiàn)有FMVSS 216和IIHS準(zhǔn)靜態(tài)車頂試驗(yàn)無法解決側(cè)翻造成乘員脊椎損傷問題，應(yīng)建立綜合考慮車輛和乘員動態(tài)特性的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，從而進(jìn)行碰撞評估。

圖1　各個(gè)變形區(qū)間造成損傷的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)

刊名：Accident Analysis and Prevention（英）

刊期：2013年第50期

作者：M.R.Bambach et al

編譯：李偉