碰撞标准及CAE分析.pptx

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1、会计学1碰撞标准及碰撞标准及CAE分析分析第一页，编辑于星期二：五点 二十二分。一、碰撞法规的背景一、碰撞法规的背景n n1.我国交通事故死亡人数居高不下n n2.我国万车死亡人数居世界前位，我国汽车保有量是美国的1/10，每年万车死亡人数是美国的5倍。2006年交通死亡人数约9万五千n n3.我国交通事故死亡人数高的原因n n 1).道路交通法规不完善,人的交通意识淡薄n n 2).道路设施不完善,人车混行n n 3).车辆技术法规不完善,车辆技术状况差第1页/共34页第二页，编辑于星期二：五点 二十二分。n n碰撞交通事故最多，伤亡最大！第2页/共34页第三页，编辑于星期二：五点 二十二分

2、。二、碰撞法规二、碰撞法规n nGB 11553-03 GB 11553-03 碰撞标准碰撞标准n n1.1.正面碰撞正面碰撞n n1).1).要求：要求：n n1.1 1.1 头部性能指标头部性能指标 HPC1000HPC1000n n1.2 1.2 胸部性能指标胸部性能指标 ThPC75 mmThPC75 mmn n1.3 1.3 大腿性能指标大腿性能指标 FPC10 KNFPC10 KNn n1.4 1.4 试验中，车门不得开启，前门锁不得锁止试验中，车门不得开启，前门锁不得锁止 试验后，至少有一个车门能打开试验后，至少有一个车门能打开 1.5 1.5 试验中，燃油不得泄露试验中，燃油不

3、得泄露 1.6 1.6 试验后，前试验后，前5min 5min 燃油泄漏速率燃油泄漏速率 30 g/min30 g/min第3页/共34页第四页，编辑于星期二：五点 二十二分。2).试验条件：试验条件：n n2.1 0障壁正面碰撞，障壁宽3m,高1.5m,n n 质量 7x10000 kgn n2.2 车辆速度 50km/h,车辆不得靠自身驱动n n2.3 空车，燃油箱注水90%n n2.4 可调转向盘和驾驶座椅处在中间位置n n2.5测量按ISO 6487n n HPC=(t2-t1)1/t2-t1 t2t1adt2第4页/共34页第五页，编辑于星期二：五点 二十二分。n na-头部重心位置

4、上三向合成加速度值n nt2-头部接触终了时间n nT1-头部接触开始时间n n3).3).各国碰撞标准的差异(图2)2)第5页/共34页第六页，编辑于星期二：五点 二十二分。n n第6页/共34页第七页，编辑于星期二：五点 二十二分。n n4).不同试验形式的分析n n4.1 0正面碰撞-车身前端全部参与碰撞,车体碰撞加速度最大,人的头部,胸部伤害最大,主要考核乘员约束系统n n4.2 40%ODB碰撞-车身前端部分参与碰撞,车身变形大,乘员舱严重侵入会造成乘员的伤害,人的大腿伤害较大,主要考核安全车身n n4.3 左右30碰撞-车身前端部分参与碰撞,车身的变形,使乘员舱严重侵入,会造成乘员

5、的伤害,人的胸部伤害较大第7页/共34页第八页，编辑于星期二：五点 二十二分。n n5).碰撞相容性n n5.1对方受害车辆,司机容易受到伤害,，n n5.2重量相对较轻车辆,司机容易受到伤害,，车身前端刚度须加强 n n.3自重1100kg肇事车辆，双方司机受伤害最小（图3）第8页/共34页第九页，编辑于星期二：五点 二十二分。第9页/共34页第十页，编辑于星期二：五点 二十二分。2.后碰撞燃油系统安全要后碰撞燃油系统安全要求求n n1）技术要求n n按GB 200072-06，2006年7月1日实施n n1.1试验中，燃油不得泄漏n n1.2试验后燃油泄漏，前5min 燃油泄漏速率30 g

6、/minn n1.3 燃油不得燃烧n n1.4 蓄电池保持原来位置第10页/共34页第十一页，编辑于星期二：五点 二十二分。2）.试验条件试验条件n n2.1 碰撞装置，钢制，宽 2.5 m,高 0.8mn n 表面为厚20mm胶合板，下边缘离地175mmn n2.2 碰撞装置可固定在移动车上或作为摆锤一 部分，移动车和碰撞装置总重（1100+/-20）kgn n2.3 碰撞速度（50+/-2）km/hn n2.4 车辆为整备质量，注入90%燃油，可超重10%n n2.5 驻车制动第11页/共34页第十二页，编辑于星期二：五点 二十二分。3.侧面碰撞侧面碰撞 （GB 200071)n n1）.

7、技术要求n n1.1 头部性能指标 HPC1000 或头部无接触n n1.2 肋骨变形指标 RPC 42 mmn n1.3 粘性指标VC 1.0 m/sn n1.4 骨盆性能指标，耻骨结合力峰值n n PSPF 6kNn n1.5 腹部性能指标，腹部力峰值APF 2.5kN内力，相当于4.5kN外力第12页/共34页第十三页，编辑于星期二：五点 二十二分。n n1.6 试验中，车门不得开启，试验后，有足够数量车门能打开，使乘员逃逸n n1.7 试验后，若有内部构件脱落，不得产生锋利或锯齿边n n1.8 允许有不伤害乘员的永久变形，脱落 1.9 试验后，燃油泄露前5min 燃油泄漏速率30g/m

8、in第13页/共34页第十四页，编辑于星期二：五点 二十二分。2).试验条件试验条件n n2.12.1移动变形壁障速度（移动变形壁障速度（50+/-1 50+/-1）km/hkm/hn n2.2 2.2 移动变形壁障由碰撞块和移动车组成，总重（移动变形壁障由碰撞块和移动车组成，总重（950+/-950+/-2020）kg,kg,碰撞块铝制，总宽碰撞块铝制，总宽1.5m,1.5m,高高0.5m0.5mn n2.3 2.3 空载空载+100 kg,+100 kg,油箱注入油箱注入90%90%水水n n2.4 2.4 碰撞侧车窗关闭，车门不锁止碰撞侧车窗关闭，车门不锁止n n2.5 2.5 可调转向

9、盘和驾驶座椅处在中间位置，可调转向盘和驾驶座椅处在中间位置，n n2.6 2.6 碰撞位置对准碰撞位置对准R R点点+/-25mm,+/-25mm,对准精度对准精度10 mm10 mmn n2.72.7碰撞侧在驾驶员侧，假人碰撞侧在驾驶员侧，假人50%50%百分位百分位EuroSIDEuroSID/第14页/共34页第十五页，编辑于星期二：五点 二十二分。第15页/共34页第十六页，编辑于星期二：五点 二十二分。4.碰撞特例碰撞特例n n1).正面柱碰撞-车身前端部分参与碰撞,车身的变形,使乘员舱严重侵入,有时人的胸部伤害较大n n2）侧面柱碰撞人的头部胸部伤害较大，高于侧面碰撞第16页/共3

10、4页第十七页，编辑于星期二：五点 二十二分。三、汽车结构设计如何减小碰撞伤害三、汽车结构设计如何减小碰撞伤害n n1.安全气囊-缓和，减小冲撞力n n2.自动锁紧式安全带-减小人体冲撞加速度n n3.吸能式保险杠n n4.车门防撞杆n n5.车身前端纵梁刚度n n6.发动机副车架刚度与车身前纵梁刚度匹配n n7.车门框和车门刚度n n8.溃缩式转向柱-减小胸部伤害第17页/共34页第十八页，编辑于星期二：五点 二十二分。n n四、新车安全评价体系（NCAP）n n1.非官方的权威行业组织对进入市场的新车安全评价n n2.评价按星级，分1、2、3、4、5个等级n n 33 40n n 25 32

11、n n 17 24n n 9 16n n 0 8第18页/共34页第十九页，编辑于星期二：五点 二十二分。n n3.碰撞法规是强制性，及格级，新车进入市场的门槛。NCAP 则更好反映新车安全性能n n4.C-NCAP：试验项目：n n1）.正面100%重叠刚性壁障碰撞试验 16 分n n2）.正面40%重叠可变形壁障碰撞试验 16 分n n3）.可变形壁障侧面碰撞试验 16 分n n计分项目：安全带提醒装置 2 分n n 侧面安全气囊和气帘 1 分n n全部总分 51 分 相当于E-NCAP n n国家强制性法规相当于 2 星级第19页/共34页第二十页，编辑于星期二：五点 二十二分。五、五、

12、CAE碰撞仿真分析碰撞仿真分析n n当车辆发生正面碰撞时，为保护车内乘员的安全，根据汽车碰撞损伤当车辆发生正面碰撞时，为保护车内乘员的安全，根据汽车碰撞损伤机理可知碰撞车辆需要具备的基本特性是：机理可知碰撞车辆需要具备的基本特性是：n n要保证乘员足够的生存空间，即乘坐室不应发生过大的碰撞变形要保证乘员足够的生存空间，即乘坐室不应发生过大的碰撞变形（包括车轮、发动机、变速器等刚性部件不得侵入驾驶室）。（包括车轮、发动机、变速器等刚性部件不得侵入驾驶室）。n n除乘坐室以外的车体结构部分（前碰撞时为前部结构）应尽可能多的变形，除乘坐室以外的车体结构部分（前碰撞时为前部结构）应尽可能多的变形，以合

13、理的吸收撞击能量，使得作用于乘员身体上的力和加速度值不超过人以合理的吸收撞击能量，使得作用于乘员身体上的力和加速度值不超过人体的耐受极限等。体的耐受极限等。第20页/共34页第二十一页，编辑于星期二：五点 二十二分。正面碰撞正面碰撞CAE分析分析第21页/共34页第二十二页，编辑于星期二：五点 二十二分。80ms80ms整车碰撞变形情况整车碰撞变形情况整车碰撞变形情况整车碰撞变形情况第22页/共34页第二十三页，编辑于星期二：五点 二十二分。120ms120ms纵梁碰撞变形情况：纵梁的变形情况可以判断出整个车的碰撞性能的好纵梁碰撞变形情况：纵梁的变形情况可以判断出整个车的碰撞性能的好纵梁碰撞变

14、形情况：纵梁的变形情况可以判断出整个车的碰撞性能的好纵梁碰撞变形情况：纵梁的变形情况可以判断出整个车的碰撞性能的好坏，皱褶压缩的变形量最大，最有利于吸收碰撞能量。坏，皱褶压缩的变形量最大，最有利于吸收碰撞能量。坏，皱褶压缩的变形量最大，最有利于吸收碰撞能量。坏，皱褶压缩的变形量最大，最有利于吸收碰撞能量。第23页/共34页第二十四页，编辑于星期二：五点 二十二分。门框测量变形门框测量变形门框测量变形门框测量变形(mm(mm）L1-1.5 L2-13.7 L3-18.8 L4-13.2 L5-1.3L1-1.5 L2-13.7 L3-18.8 L4-13.2 L5-1.3门框的最大压缩量为门框的

15、最大压缩量为门框的最大压缩量为门框的最大压缩量为18.8mm18.8mm，根据已经有的实验数据，根据已经有的实验数据，根据已经有的实验数据，根据已经有的实验数据，门框的最大变形量在门框的最大变形量在门框的最大变形量在门框的最大变形量在40mm40mm时，仍然能够打开时，仍然能够打开时，仍然能够打开时，仍然能够打开 第24页/共34页第二十五页，编辑于星期二：五点 二十二分。方向盘的最大后移量法规规定为不超过方向盘的最大后移量法规规定为不超过方向盘的最大后移量法规规定为不超过方向盘的最大后移量法规规定为不超过127mm127mm，最大的，最大的，最大的，最大的胸部压缩量为胸部压缩量为胸部压缩量为

16、胸部压缩量为75mm75mm，本次模拟中方向盘的最大后移量为，本次模拟中方向盘的最大后移量为，本次模拟中方向盘的最大后移量为，本次模拟中方向盘的最大后移量为77.65mm77.65mm，预测假人的胸部压缩量能够达到法规的要求。，预测假人的胸部压缩量能够达到法规的要求。，预测假人的胸部压缩量能够达到法规的要求。，预测假人的胸部压缩量能够达到法规的要求。第25页/共34页第二十六页，编辑于星期二：五点 二十二分。B B柱的加速度为柱的加速度为柱的加速度为柱的加速度为44.5g44.5g，根据同捷公司已有的实验数据，当，根据同捷公司已有的实验数据，当，根据同捷公司已有的实验数据，当，根据同捷公司已有

17、的实验数据，当B B柱左侧的最大加速度达到柱左侧的最大加速度达到柱左侧的最大加速度达到柱左侧的最大加速度达到106.24g106.24g，安全气囊未打开的情况，安全气囊未打开的情况，安全气囊未打开的情况，安全气囊未打开的情况下，假人的头部损伤值为下，假人的头部损伤值为下，假人的头部损伤值为下，假人的头部损伤值为679679，据此可以估计，假人的，据此可以估计，假人的，据此可以估计，假人的，据此可以估计，假人的HPCHPC值能够达到法规的要求。值能够达到法规的要求。值能够达到法规的要求。值能够达到法规的要求。第26页/共34页第二十七页，编辑于星期二：五点 二十二分。发动机的整个运动轨迹为下沉运

18、动，这可以避免发动机对前围板造成过大的发动机的整个运动轨迹为下沉运动，这可以避免发动机对前围板造成过大的发动机的整个运动轨迹为下沉运动，这可以避免发动机对前围板造成过大的发动机的整个运动轨迹为下沉运动，这可以避免发动机对前围板造成过大的穿透作用，从而对假人的腿部造成伤害，由此可以预测，假人的大腿损伤值穿透作用，从而对假人的腿部造成伤害，由此可以预测，假人的大腿损伤值穿透作用，从而对假人的腿部造成伤害，由此可以预测，假人的大腿损伤值穿透作用，从而对假人的腿部造成伤害，由此可以预测，假人的大腿损伤值低于法规规定的低于法规规定的低于法规规定的低于法规规定的10KN10KN以下。以下。以下。以下。第2

19、7页/共34页第二十八页，编辑于星期二：五点 二十二分。侧面碰撞侧面碰撞CAE分析分析第28页/共34页第二十九页，编辑于星期二：五点 二十二分。120ms120ms整车碰撞变形情况整车碰撞变形情况整车碰撞变形情况整车碰撞变形情况 第29页/共34页第三十页，编辑于星期二：五点 二十二分。直接关系到对人体的伤害程度的应在直接关系到对人体的伤害程度的应在直接关系到对人体的伤害程度的应在直接关系到对人体的伤害程度的应在2727点，点，点，点，3737点区域，其点区域，其点区域，其点区域，其最大位移为最大位移为最大位移为最大位移为235.0mm235.0mm，车门的变形轮廓为后门第，车门的变形轮廓为

20、后门第，车门的变形轮廓为后门第，车门的变形轮廓为后门第1 1，2 2，3 3，11 11 部位发生翘曲。据已经有的实验数据，最大变形达到部位发生翘曲。据已经有的实验数据，最大变形达到部位发生翘曲。据已经有的实验数据，最大变形达到部位发生翘曲。据已经有的实验数据，最大变形达到342mm342mm，假人胸部和腹部损伤指标仍在规定的范围以内，因，假人胸部和腹部损伤指标仍在规定的范围以内，因，假人胸部和腹部损伤指标仍在规定的范围以内，因，假人胸部和腹部损伤指标仍在规定的范围以内，因此，侧碰撞假人不会受到大的伤害。此，侧碰撞假人不会受到大的伤害。此，侧碰撞假人不会受到大的伤害。此，侧碰撞假人不会受到大的

21、伤害。第30页/共34页第三十一页，编辑于星期二：五点 二十二分。第31页/共34页第三十二页，编辑于星期二：五点 二十二分。右侧门框的变形量列表右侧门框的变形量列表右侧门框的变形量列表右侧门框的变形量列表(mm)(mm)L1 0.1 L2-0.6 L3-0.5 L4-0.2 L5-0.2 L6-1.6 L7-1.2 L8-0.3L1 0.1 L2-0.6 L3-0.5 L4-0.2 L5-0.2 L6-1.6 L7-1.2 L8-0.3法规规定，碰撞以后，必须能够打开足够数量的车门，使乘员法规规定，碰撞以后，必须能够打开足够数量的车门，使乘员法规规定，碰撞以后，必须能够打开足够数量的车门，使

22、乘员法规规定，碰撞以后，必须能够打开足够数量的车门，使乘员能正常进出，为此，测量出右侧门框的变形量基本上不发生变能正常进出，为此，测量出右侧门框的变形量基本上不发生变能正常进出，为此，测量出右侧门框的变形量基本上不发生变能正常进出，为此，测量出右侧门框的变形量基本上不发生变化，在碰撞以后，能够打开的。化，在碰撞以后，能够打开的。化，在碰撞以后，能够打开的。化，在碰撞以后，能够打开的。第32页/共34页第三十三页，编辑于星期二：五点 二十二分。n nCAE分析建立转向盘的移动，车门和门框的变形基础上，间接的，与假人传感器直接测量数据比较，存在一定的误差。n n采用与标杆车比较的计算方法，在相同的假设和边界条件下，比较计算结果。可认可。第33页/共34页第三十四页，编辑于星期二：五点 二十二分。