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“THUMS”假人模型簡(jiǎn)介

2021-09-22 19:51:56·  來源：上汽安全與CAE技術(shù)  
　
去年，豐田公司宣布從2021年1月起將免費(fèi)公開THUMS假人模型的相關(guān)技術(shù)。很多人產(chǎn)生疑問：什么是THUMS? THUMS假人模型有哪些優(yōu)勢(shì)？THUMS假人模型對(duì)汽車行業(yè)的發(fā)展
去年，豐田公司宣布從2021年1月起將免費(fèi)公開“THUMS”假人模型的相關(guān)技術(shù)。很多人產(chǎn)生疑問： 
假人模型簡(jiǎn)介


圖1 “THUMS”的發(fā)展過程
從“THUMS”假人模型的發(fā)展過程中可以看出，每一次的改進(jìn)都向著更加接近真實(shí)人類身體的方向發(fā)展。從最初的僅有骨骼模型，到后來一步步添加更為精密的面部、腦部、內(nèi)臟、肌肉，甚至將虛擬身體模型細(xì)化到有性別、體型和年齡等的區(qū)分；發(fā)展到第六代產(chǎn)品時(shí)，“THUMS”假人模型已經(jīng)和真實(shí)的人類非常接近了。

圖2 THUMS Version6中的不同年齡、性別、體型、姿態(tài)的人體結(jié)構(gòu)模型

03、“THUMS”的優(yōu)勢(shì)

以“THUMS”為代表的人體有限元模型能夠準(zhǔn)確地表征人體的幾何特征和材料特性，具有非常精確的解剖結(jié)構(gòu)特征，復(fù)雜的材料模型和極高的生物逼真度，在對(duì)碰撞事故中人體損傷機(jī)理的研究和損傷風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估方面發(fā)揮著日益重要的作用。能夠很好地彌補(bǔ)物理實(shí)體假人所帶來的一系列局限性，例如試驗(yàn)成本高昂、試驗(yàn)可重復(fù)性較低、假人模型人體體征有限等。
由于“THUMS”采用高人體解剖學(xué)特征的建模方法，其在汽車碰撞分析中，除了能夠準(zhǔn)確模擬人體在碰撞過程中各部位受到的宏觀損傷情況外，還能夠得到腦部、內(nèi)臟、韌帶等組織的應(yīng)力、應(yīng)變狀態(tài)，為科研人員提供更加的損傷判定依據(jù)。此外，“THUMS”的衍生人體模型能夠表征廣泛的人體幾何形態(tài)、組成成分和材料屬性特征，具備評(píng)估不同人體特征參數(shù)、各種坐姿和乘坐環(huán)境下乘員損傷特性的能力，能夠有效拓寬汽車安全設(shè)計(jì)的保護(hù)范圍，這些特性都是實(shí)體假人模型所不具備的。


（a）Hybrid III 假人模型


（b）“THUMS” 假人模型
圖3 實(shí)體假人和“THUMS”假人坐姿模型對(duì)比

圖4 “THUMS”假人碰撞仿真模型

04、“THUMS”對(duì)汽車行業(yè)發(fā)展的影響

對(duì)汽車行業(yè)來講，“THUMS”假人模型的發(fā)展會(huì)讓汽車安全試驗(yàn)更為精準(zhǔn)，這樣不僅有助于提高整車開發(fā)效率，而且會(huì)使汽車行業(yè)的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)越來越高，從而迫使廠商在車輛以及行人保護(hù)中增加研發(fā)、提升水平，推動(dòng)整個(gè)汽車行業(yè)安全性能的發(fā)展。

05、總結(jié)

現(xiàn)如今“THUMS”假人模型不僅僅是豐田公司車輛開發(fā)中不可或缺的工具，并且還被眾多國內(nèi)外汽車企業(yè)、零部件企業(yè)以及大學(xué)、科研機(jī)構(gòu)等廣泛應(yīng)用于汽車安全技術(shù)的研發(fā)。“THUMS”假人模型的發(fā)展對(duì)于提升汽車行業(yè)整體的車輛安全性能有很大幫助，尤其是為非標(biāo)準(zhǔn)碰撞工況下車內(nèi)乘員的保護(hù)和自適應(yīng)式約束系統(tǒng)的開發(fā)提供了強(qiáng)有力的工具，能有效地推動(dòng)交通事故“零傷亡”愿景的實(shí)現(xiàn)。
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