换一批融合姿态和约束系统参数的小身材女性乘员头部损伤预测研究
Prediction of Head Injury Risk for Small-Statured Female Occupants Integrating Seating Posture and Restraint System Parameters
摘要目的 针对小身材女性乘员在正面碰撞中存在的高损伤风险问题,探究乘员不同姿态及约束系统参数对头部损伤的影响规律,建立高精度头部损伤预测模型,并优化约束系统参数设计.方法 基于图斯特第 5 百分位女性乘员损伤仿生模型(TUST IBMs F05-O),结合正面 50%重叠移动渐进变形壁障工况,构建涵盖座椅角度、安全带限力值及气囊点爆时间等多因素的仿真试验,采用反向传播神经网络训练头部损伤预测模型,对头部损伤关键指标(HIC15、3 ms 合成加速度、von Mises 应力、最大剪切应力及最大主应变)进行预测与评估.结果 所构建的损伤预测模型在训练集与验证集上均表现出良好的拟合效果(R2>0.975).在对约束系统参数进行多方案仿真评估与优化后,头部损伤水平得到明显改善.参数优化后,HIC15 均值下降 7.60%,von Mises 应力和最大剪切应力的 90 百分位数分别降低 4.47%和 4.46%,最大主应变的 90 百分位数下降 14.69%,有效降低了头部冲击强度及脑组织损伤风险.结论 本研究实现了对小身材女性乘员头部损伤的精准预测,对正面碰撞工况下女性乘员的头部防护及约束系统优化设计具有重要参考价值.
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关键词
损伤仿生模型中国第5百分位女性乘员头部损伤预测反向传播神经网络约束系统参数injury bionic modelsfifth percentile Chinese femalehead injury predictionback propagation neural networkrestraint system parameters
分类号
R318.01（医用一般科学）
栏目名称
DOI
10.16156/j.1004-7220.2026.02.038
发布时间
2026-05-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
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