THOR假人简介

2020-09-04 23:04:57·  来源:碰撞与安全  
 
假人发展历程1985年,美国交通部的国家公路交通安全管理局(NHTSA)开始积极支持THOR发展计划。1995年,通用工程与系统分析(GESAC)开展了该项目并研发了THOR假
假人发展历程

1985年,美国交通部的国家公路交通安全管理局(NHTSA)开始积极支持THOR发展计划。

1995年,通用工程与系统分析(GESAC)开展了该项目并研发了THOR假人的原型TAD-50M。首次量产的假人称为THOR Alpha。

2005年,国际研究所致力于将碰撞试验假人国际标准化,对THOR Alpha进行了大量综合评估与总结,将其更新为THOR-NT假人。同时(2000—2003年),FID欧洲项目将假人更新至THOR-FT版本。

2006年,SAE结合北美、欧洲等试验提出改进建议清单。

2009年,NHTSA同欧洲小组启动将改进建议清单纳入THOR-NT假人的项目。

2012年,全新公制版本THOR-50M量产。
 
图1 假人发展历程

假人传感器、数采

THOR-50M支持150多个传感器通道,包括加速度、角速率、位移量、力、弯矩等,用以探测假人伤害值。在2021版C-NCAP MPDB工况THOR主要采集108个通道,包括99通道速率传感器和10通道倾角传感器,下面主要介绍和计算伤害值有关的传感器及数采通道。

1 头部
HEAD

传感器介绍:如图2加速度固定夹具可固定头部中央传感器X、Y、Z,用于计算HIC15和3ms合成加速度,其次固定侧面X向及Z向加速度传感器、后部Y及Z向加速度传感器及一个倾角传感器。

如图3,若要采集头部角速率,需将侧面和后部位置加速度传感器换成ARS(Angular Rate Sensor)传感器。
 
图2 头部传感器
图3 头部传感器

头部伤害采集通道:

表1 头部伤害采集通道
 
2 颈部
NECK

传感器介绍:在颈部的顶部和底部分别有6轴传感器,如下图4 UPPER NECK LOAD CELLS OR STRUCTURAL REPLACEMENT & LOWER NECK LOAD CELLS OR STRUCTURAL REPLACEMENT,用于测量该部位的力和弯矩。
图4 颈部传感器

颈部伤害采集通道:

表2 颈部伤害采集通道
 
3 胸部
CHEST

传感器介绍:如图5,胸腔的压缩量通过四个3D(3维) IR-TRACC传感器测量,该传感器由两个角度传感器和一个位移传感器组成。该传感器输出两个角度(ϕY, ϕz)和一个位移(DS0)数据,用以计算3D IR-TRACC设备的前端3D空间位置(Dx,Dy,Dz)。
 
图5 胸部传感器

3D IR-TRACC坐标系统:胸腹共6个3D IR-TRACC(Infra-Red Telescoping Rod for the Assessment of Chest Compression)分别独立的固定在脊椎关节上,每个3D IR-TRACC 有自己的局部脊椎坐标系,如下图:上胸传感器用上胸椎局部坐标系(UTS),下胸传感器用下胸椎局部坐标系(LTS),腹部传感器用腰椎局部坐标系(LS)。
 
图6 3D IR-TRACC坐标系统

3D IR-TRACC压缩量计算:

 
图7 胸部传感器

胸部伤害采集通道:

表3 胸部伤害采集通道
 
4 腹部
ABDOMEN

腹部分为上腹部和下腹部,下腹部有2个3D IR-TRACC传感器测量压缩量,如图5及图8所示。
图8 腹部传感器

腹部压缩量采集通道:

表4 腹部压缩量采集通道
 
5 骨盆
PELVIS

传感器介绍:如图9,髋部有几种不同类型的传感器,其中一个三轴加速度传感器(Tri-pack accelerometer)测量髋部三轴加速度;两个髋臼(ACETABULAR)力传感器用于测量大腿传递至髋部的力;两个ASIS(anterior-superior iliac spine)力传感器用于测量安全带腰带作用于髂骨(Iliac Wing)力Fx和弯矩My。
 
图9 盆骨传感器

骨盆伤害采集通道:

表5 骨盆伤害采集通道
 
6 腿部
LEG

THOR假人大腿和小腿同Hybrid Ⅲ 五十百分位假人,本文不做赘述。

注:受篇幅限制,本文仅列述假人伤害采集通道,除此外,还会采集更多通道用于辅助分析(详见2021版C-NCAP附录A),另假人最多可采集的通道数与假人本身的传感器的配置有关。关于假人的更多信息可通过THOR-50M假人用户手册了解。

结束语
SUMMARY

对比Hybrid III假人,THOR假人更接近真人的损伤机理。它们在外形、构造、传感器方面有很多不同,THOR假人传感器更多、 更精确。在未来的正面碰撞中,使用THOR假人是一种趋势。本文仅对C-NCAP中假人伤害评价通道做了简单介绍,希望能给各位朋友、同事些许帮助。

文章:岳亦财
:左春阳
广汽研究院集成安全技术部
 
 
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