我们在上一讲中已经对环球紧张的汽车安全法规和C-NCAP类第三方评价规程进行了详细的解读。
不管是什么安全法规，判断安全性能好坏的标准，都因此人为本，从人可能受到侵害的严重程度出发，综合评价，从而给出车辆的安全等级。
那么，如何对人体所受侵害的严重程度进行评价呢？
总体而言，人体侵害一样平常分为两个评价维度：第一，人体各部位所能承受的机器载荷限值。第二，根据侵害风险曲线来判断载荷浸染下发生侵害的可能性。
一样平常来说，我们按不同的区域将人体的损伤度量区域分为头部、颈部、胸部、下肢。
接下来我将分部位给大家先容评价捋一捋，针对人体不同区域，汽车工程是如何对所受侵害的严重程度进行评价的。
头部侵害头部是人体中极为主要且易受侵害的部位。
一旦头部遭受外伤，可能导致头骨骨折或变形，进而压迫内部的软组织，造成损伤。
在没有明显外伤的情形下，头部的撞击也可能引起内部软组织的侵害。这种情形常日是由于内部软组织与头骨之间发生剧烈碰撞，这种征象在汽车安全领域被称为"三次碰撞"。
“一次碰撞”指的是事件的起因，例如车与外界车辆或障碍物之间的碰撞。
“二次碰撞”指的是事件发生后，乘员的身体在车内与车辆之间发生的碰撞。
“三次碰撞”指的是乘员身体内部的器官与身体腔体之间发生的碰撞。当头部承受过大的外部加速度时，就会引起大脑内组织发生“三次碰撞”。
汽车三次碰撞示意图
保护头部非常主要，特殊是在可能发生撞击的情形下。
正常情形下，大脑组织漂浮在一层脑脊液中，这层液体像一个缓冲垫，常日可以防止与颅骨表里面发生磕碰，避免大脑受损。但在车祸等情形下，纵然没有直接撞击，头部的快速移动也可能让大脑和头骨发生碰撞，导致脑震荡。
脑部“三次碰撞”侵害与颈部受力
生物力学的研究表明，头部受伤的严重性不仅取决于头部受到的最快加速度有多大，还取决于这种加速度浸染了多久。大略来说，如果加速度很高但浸染韶光很短，可能就不会对人脑造成侵害。
以是我们用来评价头部损伤的关键指标，既包含冲击加速度，也包含持续韶光。
起源于美国军方的Wayne侵害曲线WSTC（Wayne State Tolerance Curve）是当下头部侵害评价的原型根本，WSTC是环球第一个基于生物力学研究的头部损伤标准。
WSTC 描述的是，给定不同的持续韶光内，不会导致颅骨骨折的最大加速度限值。也便是说，加速度和持续浸染韶光在。这是第一个基于生物力学研究的头部损伤标准 。
NHTSA根据WSTC理论，提出了80g、3ms的头部撞击标准。便是说超过80g以上加速度的浸染韶光不得超过3ms。这个标准，至今还广泛运用于汽车内饰、安全座椅的哀求中。
Wayne侵害曲线WSTC（Wayne State Tolerance Curve）（1966年改动）
各法规主管部门和NCAP评测机构，后续在WSTC根本上衍生和发展出了很多种评价指标。目前运用最为广泛的是头部侵害指数HIC（Head Injury Criterion）。
NHTSA于1972年开始采取HIC，并沿用至今。
HIC是对图所示的加速度-韶光波形积分，在任意两个韶光点t 1 和t 2 之间，打算均匀加速度，并同时考虑韶光成分和头部的加权指数2.5，构建一个新的头部侵害指数HIC（Head Injury Criterion）
目前Δt =t1 -t2的韶光区域长度，广泛采取的是15ms，对应的头部侵害指数为HIC15。
除了HIC值，敌人部的侵害还须要考虑加速度峰值，由于短于3ms的加速度峰值也不会给大脑带来本色侵害，以是一样平常会考虑持续3ms以上的加速度峰值。
举例来说，我们在第一讲中所先容过的C-NCAP评价规程，正面MPDB碰撞前排假人的头部评价指标，便是由HIC15和累计3ms合成加速度值进行评价。
C-NCAP评价规程2024版，正面MPDB碰撞前排假人的头部评价指标
在理解了头部侵害的评价逻辑之后，对其他身体部位的侵害评价逻辑理解起来就大略了。
颈部侵害颈部承受的最大轴向负荷是通过研究足球运动中的受伤情形来确定的。拉伸和剪切负荷的极限值是基于仿照实际碰撞场景来建立的。而颈部的波折负荷极限则是通过在志愿者身上进行台车实验来丈量得到的。以下是干系研究中丈量到的颈部承受负荷的极限数据。
载荷种别
限值
轴向压缩
4 000N
轴向拉伸
3 300N
前／后向剪切力
3 100N
前曲弯矩
190N·m
后仰弯矩
57N·m
基本上所有的颈部侵害直接评价指标都来源于此，或是基于以上根本指标派生出来的指标。
以C-NCAP评价规程2024版为例，在正面100%重叠刚性壁障碰撞试验和正面50%重叠移动渐进变形壁障（MPDB）碰撞试验的评价标准中，对颈部侵害的评价指标，采取了以上轴向拉伸、前/后向剪切力和后仰弯矩三项评价指标。
C-NCAP评价规程2024版，正面100%碰撞前排假人颈部评价指标
胸部侵害胸部侵害评价指标一样平常是由胸部压缩变形量和粘性指数（VC）两个指标进行判断。
粘性指数（VC）是瞬时胸部变形率（V ）与瞬时胸部变形（C ）的乘积。胸部压缩量定义为瞬时胸部变形相对付初始胸部厚度的比率。
C-NCAP评价规程2024版，正面100%碰撞前排假人胸部评价指标
下肢侵害虽然乘员约束系统性能的提高能够显著减少上肢的侵害，但对下肢的关注远不及头部和胸部。这是由于下肢侵害常日不会致命。
以C-NCAP评价规程2024版正面100%碰撞前排假人下肢侵害评价指标为例。规程将大腿和小腿分开进行了评价。
个中，大腿紧张由大腿压缩力和膝盖滑动位移两项指标构成。
C-NCAP评价规程2024版，正面100%碰撞前排假人大腿评价指标
小腿紧张由胫骨指数和小腿压缩力两项指标构成。
C-NCAP评价规程2024版，正面100%碰撞前排假人小腿评价指标
个中胫骨指数TI是用来衡量胫骨载荷极限的指标，由轴向压缩力Fz、内翻／外翻力矩Mx 与背屈／跖屈力矩My的协力矩MR的加权组合打算而成。打算公式如下：
Mx和My示意图
