Dynamisk modellering av människokroppen: En analys av jämviktens inverkan vid frontalkrockar

Abstract

Bilsäkerhet är idag ett centralt område inom bilindustrin. Ett viktigt verktyg för att simulera hur människor skadas i bilolyckor är Human Body Models (HBM:er). Projektet syftar till att finna en tidseffektiv metod för att nå (kvasi-) jämvikt mellan en HBM och bilsäte samt undersöka hur (kvasi-) jämvikt påverkar kinematiken och kinetiken i en efterföljande frontalkrock. Detta utfördes genom datorsimuleringar med FEM-programvaran LS-DYNA. Jämvikt definierades utifrån hastigheten av en nod i HBM:en. Metoden som tillämpades för att reducera tiden till (kvasi-) jämvikt var genom pålagd kritisk dämpning. Resultatet av studien, där HBM:erna VIVA+ v 50F (F=Female) och VIVA+ 50M (M=Male) använts, visar att det finns en skillnad då (kvasi-) jämvikt nås respektive inte nås innan en krock avseende kinematik och kinetik. Skillnaden i kinematik visade en förskjutning av huvudet på +5.5% för VIVA+ 50F och +3.4% för VIVA+ 50M relativt bilens rörelse. Kontaktkrafterna mellan HBM och säte i x-led varierade med -5.1% för VIVA+ 50F och -4.1% för VIVA+ 50M. Markanta skillnader sågs även i kontaktkraften mellan knän och instrumentpanel. Skillnaden för höger knä var -32% för VIVA+ 50F och +130% för VIVA+ 50M. Vidare studier är emellertid nödvändiga för att identifiera orsakerna till de observerade skillnaderna, inklusive analys av felkällor relaterade till HBM, säte och initialvillkor. Fler HBM:er bör undersökas för att säkerställa konsekventa slutsatser över olika modeller. En metod med pålagd kritisk dämpning har använts för att effektivt nå jämvikt. Om skillnader i skaderisk visar sig betydande kan ytterligare metoder för att nå jämvikt utvecklas och jämföras.