非公路车辆翻车安全技术研究

非公路车辆工作环境恶劣，行驶路面复杂，翻车事故难以避免。国际标准规定的框架式翻车保护结构并不能保证司机的安全。本项目基于多体动力学、碰撞生物力学和非线性有限元理论，建立了人体、司机保护系统、车体和环境的虚拟样机，司机保护系统包括安全带、座椅和保护结构。对车辆在典型工况的翻车过程进行虚拟试验和物理样机试验，研究保护结构和地面的相互作用及人体的响应，分析人体所受的损伤与车辆参数及司机保护系统参数之间的关系。根据人体损伤容限，提出司机保护系统的性能要求和设计准则。提出翻车保护结构应由缓冲吸能元件和承载框架组合而成，缓冲吸能元件以一定的模式吸收碰撞能量，并保证缓冲时间，承载框架保证司机生存空间不被侵入。本项目对人、车和环境组成的复杂非线性系统进行动态仿真，预测人在翻车时的损伤程度并对保护系统进行评价和改进，从而保证司机的安全，为非公路车辆的安全设计奠定了理论基础，具有重大学术意义和实际应用价值。