车辆侧翻情况下头部与车顶碰撞引起的颈椎和胸椎损伤研究

2016-11-22李伟

汽车文摘 2016年11期

研究了乘员与车顶碰撞引起颈椎和胸椎损伤的机理及车辆侧翻对颈椎损伤的评价方法，从车辆侧翻安全角度提出了车顶结构设计的改进建议。

研究16岁以上乘员在车辆纯侧翻情况下与车顶碰撞，造成对头部、脸部、脊椎（AIS2+以上级别的脊椎损伤）或胸部的损伤。研究数据来源于美国国家车辆采样系统（NASS）的2000～2009年碰撞数据系统（CDS）数据，共95593名乘员，其中4674名造成AIS2+以上级别的脊椎损伤。根据以上数据，统计了不同车顶侵入程度、侧翻类型、车辆类型、受伤乘员在车内位置、性别等情况时的受伤乘员所占比例。碰撞到车顶并受到AIS2+损伤的乘员中，58%以上的车辆车顶变形超过5.8cm，34%的车顶变形超过20cm。给乘员造成AIS2、AIS3、AIS4+脊椎损伤时，平均车顶变形分别为18.7、17.8、14.8cm。各个变形区间造成损伤的统计数据如图1所示。

受到AIS2+损伤的乘员，其42%碰撞到车顶而造成车顶变形小于5.8cm，该类损伤主要由于乘员偏离座椅与车顶撞击而形成。在车顶变形为 5.8～20cm时，乘员23%的损伤也是上述同样原因造成的。这表明，车辆侧翻中的乘员脊椎损伤与车顶变形及乘员活动密切相关。

研究表明，通过改进驾驶员固定装置（安全带）及保护装置（衬垫、安全气囊等）可减少车辆2/3纯侧翻工况时乘员的脊椎损伤。另外，减少车顶垂直变形约20cm可进一步提高安全性。现有FMVSS 216和IIHS准静态车顶试验无法解决侧翻造成乘员脊椎损伤问题，应建立综合考虑车辆和乘员动态特性的评价标准，从而进行碰撞评估。