汽车被动安全性试验.ppt

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1、第十一章第十一章 汽车被动安全性试验汽车被动安全性试验 11.1 概述概述11.2 碰撞试验假人碰撞试验假人 11.3 实车碰撞试验实车碰撞试验 11.4 碰撞试验测量系统碰撞试验测量系统 11.5 碰撞试验仿真技术碰撞试验仿真技术11.1 概述概述n n1 1、汽车被动安全性定义、汽车被动安全性定义、汽车被动安全性定义、汽车被动安全性定义n n是指汽车在事故中避免或减缓对人员造成伤害的性能。是指汽车在事故中避免或减缓对人员造成伤害的性能。n n2 2、提高汽车碰撞、提高汽车碰撞、提高汽车碰撞、提高汽车碰撞 安全性的目的安全性的目的安全性的目的安全性的目的：n n是在汽车发生碰撞时确保乘员生存

2、空间、缓和冲击、防止发是在汽车发生碰撞时确保乘员生存空间、缓和冲击、防止发n n生火灾等。达到：生火灾等。达到：“车毁人不亡，车伤人不伤车毁人不亡，车伤人不伤车毁人不亡，车伤人不伤车毁人不亡，车伤人不伤”的目的。的目的。n n3 3、汽车碰撞安全性试验分类：、汽车碰撞安全性试验分类：、汽车碰撞安全性试验分类：、汽车碰撞安全性试验分类：n n实车碰撞试验、滑车模拟碰撞试验、台架试验。实车碰撞试验、滑车模拟碰撞试验、台架试验。n n4 4、汽车碰撞事故分类：、汽车碰撞事故分类：、汽车碰撞事故分类：、汽车碰撞事故分类：n n正面碰撞、侧面碰撞、追尾碰撞和翻车等。正面碰撞、侧面碰撞、追尾碰撞和翻车等。

3、n n5 5、汽车被动安全研究领域、汽车被动安全研究领域、汽车被动安全研究领域、汽车被动安全研究领域：n n生物力学、交通事故统计分析、生物力学、交通事故统计分析、n n交通事故再现分析、碰撞试验仿真技术交通事故再现分析、碰撞试验仿真技术(有限元计算有限元计算)11.2 碰撞试验假人碰撞试验假人n n碰撞试验假人是用于评价碰撞安全性的标准模型。碰撞试验假人是用于评价碰撞安全性的标准模型。n n假人的尺寸、外形、质量、刚度和能量性能要求与人体非假人的尺寸、外形、质量、刚度和能量性能要求与人体非常相似。能够准确地模拟人体在碰撞事故条件下受力、变常相似。能够准确地模拟人体在碰撞事故条件下受力、变形等

4、生物力学参数。形等生物力学参数。n n按人体类型分类，假人可分为成年假人、儿童假人。成年按人体类型分类，假人可分为成年假人、儿童假人。成年假人按体型又可分为中等身材男性假人、小身材女性假人假人按体型又可分为中等身材男性假人、小身材女性假人和大身材男性假人。和大身材男性假人。n n假人的发展历程：假人的发展历程：19721972年，美国通用汽车公司年，美国通用汽车公司Hybrid IIHybrid II假人假人主要评价安全带系统牢固性，主要评价安全带系统牢固性，19731973年，具有更高的生物保年，具有更高的生物保真性假人真性假人HybridIIIHybridIII，正面碰撞假人。，正面碰撞假

5、人。n n按碰撞试验类型分：假人可分为正面碰撞假人、侧面碰撞按碰撞试验类型分：假人可分为正面碰撞假人、侧面碰撞假人。假人。11.3 实车碰撞试验实车碰撞试验n n实车碰撞试验是综合评价汽车碰撞安全性能的最基本、最有效的方法。从乘员保护的观点出发，以交通事故再现的方式，分析车辆碰撞过程中乘员与车辆的运动状态和损伤状况，并使用假人定量地评价碰撞安全性能。n n实车碰撞试验是最终检验汽车安全性能必不可少的试验，同时在汽车开发过程中为滑车模拟碰撞试验设定试验条件，为计算机碰撞仿真建模中的难以计算的模型参数确定等问题的解决，实车碰撞试验也是必不可少的环节。n n实车碰撞试验的分类：实车碰撞试验的分类：n

6、 n按碰撞类型可分为：n n固定壁碰撞的正面碰撞试验n n移动壁与汽车侧面、追尾碰撞试验n n车辆动态翻滚试验n n车与车之间的碰撞试验n11.3.1、试验设备、试验设备n n实车碰撞试验室包括：碰撞区、牵引系统、浸车环境室、照明(摄影)系统、假人标定室、测量分析室和车辆翻转台等。参见书图11-3-1。n n1、固定壁障：主要用于汽车正面碰撞试验。n n2、移动壁障：主要用于侧面或追尾碰撞试验。n n3、车辆动态翻滚试验装置：模拟汽车翻车。n n参见图11-3-3n n4、车辆静态翻滚试验装置：用于测量车辆碰撞翻滚后的燃油泄漏试验。参见图11-3-4n n5、牵引系统：将试验车或移动壁障加速到

7、碰撞试验的初速度。参见图11-3-5n n6、照明摄影系统：实车碰撞试验过程中，为了分析汽车变形形态、假人的运动形态，必须同时采用多台高速摄影机从多个不同的角度拍摄试验过程。n11.3.2、实车正面碰撞试验、实车正面碰撞试验n n美国、日本、欧州正面碰撞法规试验概况见表美国、日本、欧州正面碰撞法规试验概况见表11-3-111-3-1。n n1 1、美国的正面碰撞试验法规、美国的正面碰撞试验法规FMVSS208FMVSS208n n2 2、欧州的正面碰撞试验、欧州的正面碰撞试验ECE R94.00ECE R94.00n n3 3、日本的正面碰撞试验法规、日本的正面碰撞试验法规 TRIAS 11-

8、4-30TRIAS 11-4-30n n4 4、中国的实车碰撞试验、中国的实车碰撞试验n n19891989年参照年参照FMVSS 208FMVSS 208制订了制订了GB/T11551-89GB/T11551-89汽车乘汽车乘员碰撞保护标准员碰撞保护标准，19991999年参照年参照ECE R94.00ECE R94.00制订了机制订了机动车设计法规动车设计法规CMVDR294-1999CMVDR294-1999关于正面碰撞乘员关于正面碰撞乘员保护的设计规则保护的设计规则n n5 5、正面碰撞试验方法及评价指标的发展趋势：采取、正面碰撞试验方法及评价指标的发展趋势：采取更好的模拟交通事故碰撞

9、形式、防护评价指标改变。更好的模拟交通事故碰撞形式、防护评价指标改变。n11.3.3、实车侧面碰撞试验、实车侧面碰撞试验n n19901990年美国侧面碰撞法规，年美国侧面碰撞法规，19951995年欧州侧撞法规出台。年欧州侧撞法规出台。参见表参见表11-3-211-3-2，日本侧撞法规采用欧州法规。我国目，日本侧撞法规采用欧州法规。我国目前还没有出台侧撞法规。前还没有出台侧撞法规。n11.3.4、实车侧面碰撞试验、实车侧面碰撞试验n n用于安全气囊开发的碰撞试验，再现实际交通事故的用于安全气囊开发的碰撞试验，再现实际交通事故的车与车碰撞试验。车与车碰撞试验。11.4 碰撞试验测量系统碰撞试验

10、测量系统n n测量系统由电测量系统和光学测量系统构成。电测量系统：用于精确测量碰撞过程中汽车各部位的加速度响应、对固定壁的碰撞力及乘员伤害评价用的各种响应信号。n n光学测量系统：用于获取碰撞过程中直观的二维影象，分析碰撞过程中车体的变形及乘员的运动姿态。从总体上了解碰撞全过程。n11.4.1、电测量系统、电测量系统n n汽车碰撞试验中电测量项目分为车体加速度响应信号、汽车碰撞试验中电测量项目分为车体加速度响应信号、固定壁碰撞力和假人动力学响应等三个方面。固定壁碰撞力和假人动力学响应等三个方面。n n1 1、碰撞过程中车体加速度响应信号：、碰撞过程中车体加速度响应信号：、碰撞过程中车体加速度响

11、应信号：、碰撞过程中车体加速度响应信号：n n通过在车体局部刚度较大的部位安装加速度传感器获得。通过在车体局部刚度较大的部位安装加速度传感器获得。n n2 2、固定壁碰撞力、固定壁碰撞力、固定壁碰撞力、固定壁碰撞力n n通过安装在固定壁通过安装在固定壁 上的测力单元获得。上的测力单元获得。n n3 3、假人动力学响应测量、假人动力学响应测量、假人动力学响应测量、假人动力学响应测量n n通过安装在假人身体各部位的传感器来获得，用于定量通过安装在假人身体各部位的传感器来获得，用于定量分析和评价乘员的伤害程度。分析和评价乘员的伤害程度。n11.4.2、光学测量系统、光学测量系统n n利用高速摄影机拍

12、摄碰撞瞬间的车体、假人的运动变形等详细过程。通过对序列影像的定性和定量分析，获得对人眼运动太快事件，分析运动物体特征参数。11.5 碰撞试验仿真技术碰撞试验仿真技术n n在汽车被动安全性研究中，国外在汽车被动安全性研究中，国外2020世纪世纪6060年代中期就年代中期就开始了计算机碰撞仿真技术研究工作。至开始了计算机碰撞仿真技术研究工作。至2020世纪世纪8080年年代出现很多碰撞仿真软件包，利用虚拟现实技术，通代出现很多碰撞仿真软件包，利用虚拟现实技术，通过有限元力学计算，在计算机屏幕上模拟碰撞试验过过有限元力学计算，在计算机屏幕上模拟碰撞试验过程，在产品开发过程中，能够起到减少昂贵的实车碰程，在产品开发过程中，能够起到减少昂贵的实车碰撞试验次数，降低开发成本、缩短开发周期的作用。撞试验次数，降低开发成本、缩短开发周期的作用。n n汽车碰撞试验模拟模型：汽车碰撞试验模拟模型：n n1 1、模拟汽车事故模型、模拟汽车事故模型(交通事故再现交通事故再现)n n2 2、模拟碰撞中结构大变形的模型、模拟碰撞中结构大变形的模型n n3 3、模拟人体整体动力学响应的模型、模拟人体整体动力学响应的模型n n4 4、模拟人体局部结构的生物力学模型、模拟人体局部结构的生物力学模型