胸部伤害以及其严重程度的评价方法

前方碰撞的胸部伤害指标起初是基于混合Ⅱ型假人的胸部合成加速度，没有测量胸部变形的能力，因此，只有将加速度当作胸部载荷限值的唯一指标。

当气囊开始装备汽车以后，和之前直接与方向盘或仪表板相撞相比，胸部加速度大大降低。这时，继续追求高精度的伤害指标已经没有什么意义，军方的约束系统试验表明，人类在短时间（44ms）内承受45g的载荷时不会受到伤害。同时，另有试验表明，人类在胸部承受49g的分布载荷时没有受到伤害^[5]。气囊的伤害标准定在60g，是因为气囊对人体施加的均布载荷比上述志愿者试验的条件更加宽松。另外，标准允许周期短于3ms的加速度脉冲峰值可高于60g。

然而，对于没有气囊只使用安全带的乘员保护方案，60g限值并不是一个很低的要求。可测量胸部变形量的混合Ⅲ型假人对安全带约束系统提出了更高的要求。

仅加速度和作用力载荷还不足以充分评价事故对胸腔内伤的严重程度。胸腔内伤可引发比脑组织内伤更严重的致死伤害。在混合Ⅲ假人引进的初期，在安全带载荷的作用下，允许胸部有51mm的变形，在安全气囊作用下（载荷比安全带更加均匀）允许有76mm的变形^[14]，^[15]。这个限值的研究基础是文献[16]，结论是33%的胸部压缩（对50百分位男性来讲相当于76mm即3in⁽¹⁾）会导致严重伤害（AIS 3级），但不至于致命。后来NHTSA又将压缩量降到了63mm（2.5in）^[17]。

1999年的一项美国法规建议里提出了“胸部综合指数”CTI（Combined Thorax Index）概念。CTI的限值为1.0，其定义为：

式中，Amax为实测最大胸部加速度；Dmax为实测最大胸部位移。Aint和Dint最大允许基准值见表2.4。

表2.4　胸部最大允许基准值

在侧撞标准中，胸部伤害采用SID肋骨和脊柱的综合加速度进行评价，伤害指标叫作TTI（Thoracic Trauma Index），计算式如下：

TTI（d）=1/2[GR+GLS]（2.18）

式中，GR为上肋骨与下肋骨的加速度峰值较大值，单位为g；GLS为下端脊柱加速度峰值，单位为g。标准要求TTI为85～95，双门车可采用较高限值。

对胸部的压缩试验表明，生物力学响应具有速度相关特性。生物力学研究界建议生物试验应当采用“黏滞指标”^[11]，也叫“软组织指标”。黏滞响应是瞬时胸部变形率（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于初始胸部厚度的比率。在对胸部进行2～20m/s速度的冲击试验时发现，黏滞性指标与生物力学响应较为吻合。黏滞指标限值为[V*C]max=1.0m/s。(www.xing528.com)

其他胸部载荷限值评价指标的定义形式还有以下几个：

ThPC（Thorax Performance Criterion），胸部性能指标，用于FMVSS 214和SAE J1727的侧撞胸部载荷评价。两个基本测量要素是肋骨变形指数RDC（Rib Deflection Criterion）和VC指数，用于法规ECE R95和欧盟指令96/27EG。

TTI（d）（胸部创伤指数），用于侧撞试验，是腰部脊柱（第12脊髓节）侧向最大加速度与上（第8）下（第4）最大加速度之间的平均值。

Amax.rib=max{A上肋骨·A下肋骨}（2.20）

式中，A上肋骨为上肋骨最大加速度（g）；A下肋骨为下肋骨最大加速度（g）；Amax.rib为上、下肋骨加速度中最大者；A腹部脊柱为下部脊柱加速度（g）。

ThAC（Thorax Acceptability Criterion），胸部接受度指标，通过加速度绝对值和加速度作用时间度量，应用于法规ECE R80。

ThCC或TCC（Thoracic Compression Criterion），ECE R94采用的胸部压缩指标。

RDC（Rib Deflection Criterion），法规ECE R95和欧盟指令96/27EG在侧撞试验中的肋骨变形指标。

APF（Abdominal Peak Force），腹部力峰值，是前、中、后腹y方向三个力之和的最大值，用于欧洲侧撞法规ECE R95和欧洲指令96/27EG。