考虑表白，非机动车交通事项中，由电动两轮车酿成的事项数目占比力大。遵照中邦交通事项深刻考虑（ChinaIn-DepthAccidentStudy，CIDAS）数据库供应的数据，汽车-电动两轮车事项致死率为9.6%，汽车-自行车事项致死率为23.4%。所以，考虑差别碰撞工况对骑乘职员毁伤的影响具有紧要旨趣。

近年来，针对两轮车交通安然的阐发惹起了国表里学者的侧重。Maki等通过比较创造，自行车骑行者的头部撞击地位、腿部受伤类型及其起因与行人均不雷同；Elliott运用众体行人模子，阐发了车速、行人速率和步行步态对行人头部运动相应的影响；Nie挑选24个汽车-自行车事项案例，阐发了头部碰撞速率、头部碰撞时期和碰撞角度对自行车骑行者头部和下肢的影响；许骏、李松庆、蒲玲玲、孙晓玲等再现汽车-自行车碰撞事项，考虑了差别的汽车车速、自行车车速对骑行者头部毁伤的影响；王兴华等运用众刚体人体模子对样板汽车-自行车和汽车-摩托车事项实行仿线类事项中骑行者头部及腿部动态相应的不同；钱宇彬、尹均等阐发了碰撞速率、碰撞角度对电动自行车骑行者动力学相应的影响；Han、徐梦雪、李东青斟酌了车辆碰撞速率、汽车前端布局与骑行者头部毁伤的相干；王薛超、赵喜磊接洽了汽车类型、汽车速率对骑车人碰撞相应的影响。以上考虑操纵的模子众为众刚体人体模子，不行反应人体各器官内正在的应力-应变相干，亦无法深刻考虑人体机合层面的毁伤机理。

本文创造了汽车-电动两轮车、汽车-自行车有限元碰撞模子，以调动样子后的THUMS人体模子行动骑行者，考虑汽车速率、两轮车速率及碰撞地位对骑行者毁伤水平的影响，从而为低重毁伤水平供应依照。

本文操纵的汽车模子为2012款丰田凯美瑞有限元模子，该模子通过了美国国家公途交通安然治理局的正面新车评估安顿（US-NCAP）测试，如图1所示。

本文采用的电动两轮车为国内某著名品牌的阔绰款电动两轮车，采用悬吊法对所筑模子实行质心对标验证，运用Hyperworks筑模后取得电动两轮车有限元模子质心地位为(-202,-685,232)，实车模子质心坐标为(-195,-680,225)，两者地位坐标差错正在应承界限内，从而声明了该模子的有用性。

本文采用的自行车为国内常睹的一种自行车，通过实测取得几何尺寸与质料，运用UG软件筑模后导入HyperMesh对其实行慎密的网格划分，并依照实质环境付与资料、属性，扶植接触与速率。

本考虑操纵的人体有限元模子为丰田公司开辟的THUMSAM50Version4.0版本，是现在考虑中利用较众且成熟安稳的版本。通过对THUMS原始模子实行样子调动，取得骑行者人体有限元模子。

将汽车有限元模子、调动后的THUMS人体模子及电动两轮车、自行车组合正在一块，组成完好的碰撞模子，如图2所示。

事项发作时，一轿车由南向北直行，与同向直行左转、斜穿公途的一电动两轮车发作碰撞，事项经过如图3所示。电动车骑行者为男性，54岁，身高170cm，体重63kg。事项酿成电动两轮车骑行者就地去世，轿车前风窗玻璃和策划机罩损坏，电动两轮车受损急急。

事项发作时，轿车由西向东行驶，正在途口碰撞到闯红灯过马途的自行车，事项经过如图4所示。轿车驾驶员为男性，25岁，未受伤，自行车骑行者颅骨骨折、颅脑毁伤，就地去世。

仿真经过中，THUMS模子的左小腿先与汽车的前保障杠接触，接着左侧大腿入手与汽车的策划机罩接触，随后左侧胸腹部与策划机罩爆发挤压性接触，然后左肘和左肩接踵与前风窗玻璃撞击接触，酿成风窗玻璃个别塌陷，最终THUMS模子的头部与前风窗玻璃撞击接触，并正在撞击地位展示蜘蛛网状裂缝。这与实质事项的结果根本相符，如图5所示。仿真模子可用作进一步阐发。

基于CIDAS数据库供应的数据可知，汽车与两轮车发作碰撞事项时，汽车速率公众正在(30,50]km/h界限内，电动两轮车的速率众正在(15,20]km/h界限内，自行车的速率正在(5,10]km/h界限内最众睹。本文以轿车车速（30km/h、40km/h、50km/h）、两轮车车速（5km/h、15km/h）为速率变量，以碰撞地位（两轮车前部、两轮车中部、两轮车后部）为地位变量，运用有限元阐发软件Hyperworks和LS-DYNA，对THUMS人体模子实行了16组碰撞仿真，比力差别碰撞要求下骑行职员的碰撞相应及毁伤环境。

当碰撞地位为两轮车中部时，以速率为变量，打算了12组试验，如表1所示；又以汽车车速40km/h、两轮车车速5km/h为定量，以碰撞地位为变量打算了4组试验，如表2所示。

挑选颅内压力、颅骨等效应力、肋骨塑性应变、头部皮肤应变、心脏压力、碰撞侧下肢胫骨等效应力6个具有代表性的评议目标为苛重考虑对象，阐发碰撞地位必定时，汽车车速、两轮车车速对骑行职员毁伤特色的影响。以E40-5、B40-5两组试验为例，各部位的应力应变云图如图7、图8所示。

a.关于头部毁伤评议目标：当汽车车速≥40km/h时，自行车骑行者颅内压力大于电动两轮车骑行者颅内压力，且骑行职员颅内压力均超越235kPa，酿成急急的颅脑毁伤[17]；自行车骑行者的头部皮肤塑性应变均大于电动两轮车骑行者头部皮肤塑性应变；仿真中，颅骨等效应力均未超越毁伤极限10.09MPa,且因为E30-5、E50-5组头部碰撞点落正在了窗风玻璃角落处，导致骑行者颅骨等效应力较大。

b.关于胸部评议目标：当汽车车速到达50km/h时，自行车骑行者肋骨塑性应变较电动两轮车骑行者大，且两者随汽车车速增大均有增大的趋向；当两轮车车速到达15km/h时，肋骨塑性应变超越3%，极能够酿成肋骨骨折；当汽车车速到达50km/h时，心脏压力均会超越170MPa的毁伤极限。

c.关于下肢骨骼评议目标：仿真中的胫骨等效应力均大于120MPa，均有骨折的危险，且自行车骑行者碰撞侧胫骨等效应力均大于电动两轮车骑行者碰撞侧

胫骨等效应力，这是因为汽车与电动两轮车碰撞时，汽车前保障杠开始与电动两轮车发作碰撞，电动两轮车可起到缓冲影响。

由表3可知，碰撞地位对自行车骑行职员的人体毁伤评议目标影响不大。试验编号为E40-5-f的电动两轮车的颅内压力、颅骨等效应力鲜明比E40-5和E40-5-r数值高。起因正在于：编号为E40-5-f的仿真中，骑行职员头部与汽车A柱碰撞，酿成应力凑集，颅脑毁伤较急急。所以，能够思量正在A柱相近扶植安然气囊。

本文运用有限元阐发软件Hyperworks和LS-DYNA，考虑差别碰撞要求下电动两轮车和自行车的毁伤不同，通过对THUMS人体模子实行16组仿真阐发，取得以下结论：

a.全体来看，碰撞地位必定时，汽车车速对骑行者的毁伤影响较大；速率必定时，碰撞地位对骑行者酿成的毁伤影响较小。所以，正在事项高发途段有需要对汽车车速实行局限。

b.自行车碰撞时，其座椅相对地位更高，吸能技能较小，自行车骑行者妨害值较电动两轮车大。所以，正在A柱、策划机罩角落等易酿成应力凑集的部位，可思量装配安然气囊以升高对骑行者的爱护。

c.跟着汽车车速加众，骑行者头部正在汽车纵向上的碰撞地位渐渐升高；跟着两轮车车速加众，骑行职员正在汽车横向上的偏移隔断增大，且反应人体毁伤特色的6项评议目标均与车速呈鲜明的正合联。