???1 概述
交通事故伤害中，约65%为易受伤害的道路使用者。行人作为道路使用者中的弱势群体，属于交通事故中的高危人群，死亡率极高。车辆与行人碰撞事故中，人体的损伤部位可以覆盖全身，行人头部和下肢损伤几率最大。研究表明，行人头部和下肢损伤在汽车与行人碰撞造成的损伤中各占约30%。尽管人体腿及膝关节的损伤一般不会有生命危险，但常常会造成人的终生残废或丧失工作能力。
2 有限元模型的建立
小腿部冲击器及整车模型均在HyperWorks的前处理软件HyperMesh中建立。HyperMesh是一个高性能的CAE和CFD前处理器，提供最广泛的CAD、CAE和CFD软件接口，可以与任何仿真环境无缝集成，尤其提供了与各种CAD数据格式的直接接口，避免为进行数据格式转换而可能造成的数据丢失，在汽车、航天等行业中应用广泛。
2.1 格划分
腿部冲击器的有限元模型及结构如图1所示。腿部冲击器由两个外覆泡沫的刚性节组成，冲击器总长为926mm，质量为13.4kg，小腿非撞击侧安装加速度传感器，位置在膝部中心下66mm处。
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为了提高运算速度，考虑到汽车与行人碰撞过程中，行人腿部只会影响到汽车保险杠等前部结构，所以在建立的仿真模型中，只取汽车A柱之前的部分并进行一定的简化，如省略前车灯、雾灯等对碰撞结果影响较小的部件。单元 格尺寸约为8mm左右，最大 格尺寸不超过15mm，最小不小于5mm。其中节点总数为221852，单元总数为214847，component共174个。单元翘曲度以及四边形和三角形单元内角的角度范围都进行了严格的控制。整车中的螺栓连接采用RBE2模拟，涂胶方式采用具有胶黏剂材料特性的六面体单元来实现，其他焊接采用bolt和cweld方式模拟。最终建立的用于行人保护分析的汽车有限元模型。
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2.2 约束条件
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2.3 碰撞条件
3 仿真结果分析
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HyperView可以直接输出法规所考察的参数，即胫骨加速度、膝关节剪切位移和膝关节弯曲角度。通过比较，仿真结果与试验数据具有较好的一致性，各参数之间的误差分别为4.69%、9.91%、1.64%，如图所示。以上分析结果表明，计算机仿真模拟能较好的反映腿部冲击器与汽车的碰撞过程，能够对腿部及膝关节的损伤程度进行正确预测。
4 结论
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