温度变化对HⅢ-50%假人胸部位移的影响

为了研究温度对HⅢ-50%胸部位移的影响,在不同温度下,分别进行了2组假人胸部标定及实车碰撞对比试验。试验结果显示,假人在环境温度下存储较长时间(5 h)后,胸腔温度才和肋骨的真实温度接近。温度变化可以改变假人胸部刚度,导致胸部位移的变化。假人胸部刚度自身存在差异,温度对每个假人胸部位移变化量的影响也不同,每变化1℃对胸部位移产生的影响在1.15 mm左右。胸部刚度的稳定性导致胸部位移产生的偏差占50%左右。因此,在碰撞试验中,应该全流程严格控制环境温度以满足法规要求。假人胸部位移数据产生偏差时,应考虑假人胸部刚度稳定性和温度两个因素。

某车偏置碰撞中假人胸部压缩变形量偏大的影响因素

为了提高在中国新车评价规程(C-NCAP)评价中假人胸部得分,对某车正面偏置碰撞试验中驾驶员假人的胸部伤害指标进行了优化。分析了假人胸部和骨盆受力,其结果表明:该车驾驶员座椅坐垫刚度前高后低,导致碰撞中假人骨盆回弹过快、胸部前扑过猛,安全带腰带被上拉,此过程造成假人胸部下端溃缩,胸部压缩变形量增大。而后通过仿真和台车试验,对座椅进行了优化。通过将座椅坐垫下方钢丝结构焊接连接钢丝,将坐垫后端刚度提升了约50%。结论是:在偏置碰撞试验中,座椅坐垫后端刚度偏低时,提高其后端刚度,在C-NCAP评价中可以提高1分左右。

基于假人头部受力分析的鞭打试验研究

通过对追尾碰撞中乘员运动情况和颈部损伤机理进行分析,结合鞭打试验中假人头部加速度与颈部受力间的关系,探讨了假人头部受力的分析方法,并就头部与头枕接触时刻、碰撞强度在座椅和头枕改善中的应用进行了研究。研究结果表明,接触时刻越早越有利于降低颈部NIC指标及头部碰撞强度;头部碰撞强度低、z向受力向下将有利于降低颈部各载荷。

正碰中安全带集中对胸部变形量影响及D环的改进

在汽车正碰试验中,在安全带高度调节器的上部导向环(D环)处,常发生安全带集中现象,这使得假人胸部伤害加重。对某款车,进行了2次台车试验:一次是安全带动作正常,另一次是D环处安全带发生集中。试验研究了D环摩擦力、肩带力、假人胸部变形量、假人胸部刚度。结果表明:安全带集中,导致了D环摩擦力增大,肩带力增加500 N;肩带力快速的上升,降低了假人胸部刚度;胸部变形量提高约20%。因此,为防止安全带集中,新的安全带结构设计时,应尽量减小D环摩擦力。

偏置碰撞中驾驶员假人脚掌翻转对小腿伤害的影响

针对左舵和右舵两款车型正面偏置碰撞试验中驾驶员假人左小腿下端所受伤害进行了研究,对造成脚掌翻转的影响因素进行了分析。结果表明,搁脚板向内侵入将会造成假人左脚掌上翻,车体转动将会造成假人脚掌外(内)翻,当假人脚掌翻转超过踝关节损伤容限时,将导致假人小腿伤害加重。指出,搁脚板的设计和布置应充分考虑碰撞时对脚掌翻转的影响,要保证前防撞梁的完整性和抗撞击性;规划传力路径时,要保证左、右B柱下速度差值小于2 m/s。

50%假人胸部刚度稳定性研究

针对不同坐姿及不同撞击点下50%假人胸部刚度稳定性进行了摆锤撞击试验。结果表明,50%假人胸部刚度在相同作用力撞击下具有较好的稳定性,不会因姿态轻微改变及受力位置差异而发生明显变化,但撞击速度越高则刚度越小,且碰撞点侧移则刚度增大。运用假人胸部刚度稳定特性对碰撞试验结果分析能起到较好的支持作用,可指导整车碰撞试验中前排安全气囊的设计优化。

驾驶员侧50%假人约束系统配置5%女性假人伤害研究

在L车型开发后,进行了3次正面碰撞试验,对基于50%假人开发的约束系统对5%假人的保护效果进行了研究。3次正面碰撞试验分别为驾驶员侧分别为50%假人和5%假人,安全气囊和安全带预紧功能正常起爆;驾驶员侧为5%假人,但安全气囊和预紧功能不起爆。研究结果表明,基于50%假人开发的约束系统,对5%假人的头部和胸部依然具有较好的保护作用,但对5%假人的颈部伤害较重,可通过对安全气囊分级起爆、调整拉带设计等方法进行优化;安全气囊不起爆方法不可取。

对某车型两种侧面撞柱试验假人伤害研究

在L车型开发过程中,用ES-2型假人分别进行了FMVSS214和E-NCAP侧面撞柱试验。FMVSS214试验柱壁障从车辆碰撞侧偏前位置斜向侵入,E-NCAP试验柱壁障从碰撞侧垂直侵入。两种柱壁障侵入方式最终造成FMVSS214中假人向碰撞侧倾斜不明显,上半身受力时序依次为身体的上、中、下,且试验中座椅侧翼阻尼作用小,侧面安全气囊腹部位置易发生触底;E-NCAP中假人上半身有明显向碰撞侧倾斜现象,上半身受力时间比较接近,且座椅侧翼起到一定保护作用。试验结果表明,与现在执行的E-NCAP相比,在用ES-2型假人碰撞下,FMVSS214试验中假人胸部伤害相对偏小,腹部伤害相对偏大;在2015版E-NCAP侧面撞柱试验调整方案实施时,约束系统开发需要提高对腹部的保护作用。

基于数据分析的某车型侧面安全气囊的深度优化

针对某车型侧气囊(SAB)进行了深度优化研究,运用数据分析方法制定了深度优化方案,并对优化后SAB在侧面撞柱试验中的保护效果进行了分析。结果表明,在对约束系统进行深度优化时,数值分析方法优于仿真分析和台架试验;3根肋骨变形量曲线彼此接近,整个侧面受力达到了较好的平衡,与SAB优化前的侧面碰撞试验结果相比,腹部力提高了0.17 k N,气囊优化达到了最佳状态。

正面碰撞试验中坐垫刚度均匀性对乘员伤害影响研究

为提高汽车座椅坐垫的安全性,对坐垫刚度前后一致和前高后低的两款座椅进行了台车试验研究,结果表明,坐垫刚度前高后低将会造成乘员骨盆发生"二次碰撞",导致乘员的胸部加速度幅值和压缩变形量增高,颈部张力增大,同时带来安全气囊触底风险,最终造成乘员上半身的伤害相应加重。因此在选配座椅时,应尽可能选择坐垫前、后刚度接近的座椅。

正面碰撞试验中后排女性假人颈部伤害研究

对正面碰撞试验中后排女性假人颈部伤害进行了研究,结果表明,在50 km/h完全正面碰撞试验中,后排5%女性假人颈部伤害普遍偏高。其原因是:女性假人所配带的50%男性假人安全带对女性假人腰部作用的包角及松弛量大,有效作用起步时间晚,使假人相对位移量增大。提出了解决后排女性假人颈部伤害偏高问题的改进措施。

正面碰撞试验中Q3假人胸部加速度异常问题研究

为了研究Q3假人在正面碰撞试验中胸部加速度曲线存在异常尖峰的原因,对假人胸部结构进行了探讨,并开展了静态试验研究,同时,运用头部和颈部数据间的关联性对某次典型试验结果进行了综合分析,研究结果表明,当前Q3假人胸部上端阶梯式结构为设计缺陷,假人下颌与胸部上端碰撞时,胸部加速度曲线易产生异常尖峰,影响评价,应参照Q6假人胸部结构进行完善。

正碰中假人小腿y向弯矩与x向剪切力间的关联性研究

为了降低假人小腿试验数据分析的复杂性,通过静压试验、动态冲击试验、台车试验对小腿y向弯矩与x向剪切力的关联性进行了研究。结果表明,在正面全宽碰撞试验中,二者存在稳定的关联关系:当作用点在小腿上端时,上端弯矩与下端剪切力关系成立,小腿运动时,力臂为上、下载荷传感器距离的一半,即0.12 m,小腿与仪表板挤压相对静止时,力臂通常为0.15 m;当作用点在前脚掌心时,小腿下端弯矩与上端剪切力关系成立,力臂为约0.24 m。

正面碰撞试验中后排女性假人胸部损伤的影响因素

在新版中国新车评价规程(C-NCAP)评价指标中,正面碰撞试验中后排女性假人胸部是失分重点部位,胸部伤害的影响因素是当前被动安全研究的重点之一。该文在约束系统开发过程中进行了12次50 km/h实车正面碰撞试验,用与前排50%男性假人对比方法,研究了后排女性假人胸骨刚度、安全带作用效果、安全带作用时机、及假人相对运动。结果表明:在普通安全带作用下,女性假人胸部刚度低于男性假人胸部刚度,约为一半;5%女性假人配带50%男性假人安全带,有效作用起步时间比男性假人偏晚,迟约30 ms,且后期形成急速拦截冲击,这些因素导致了后排女性假人胸部伤害普遍较高。因而,较高的车体前端刚度,比较有利于后排女性假人胸部的保护。

温度偏差对第50百分位假人胸部压缩变形量的影响研究

为了研究正面碰撞试验中温度偏差对50th假人胸部压缩变形量的影响,进行了正面台车试验,通过试验推导出假人胸部刚度与温度之间的关系。结果表明,温度与假人胸部刚度存在线性关系,在3.5~4.5kN安全带肩带力作用下,20~22℃范围内,温度对胸部压缩变形量的影响为0.7 mm/℃,假人胸部压缩变形量可通过测量值加公差的方式表示。

侧面碰撞试验中前排假人背板力的应用研究

对汽车侧面碰撞试验中前排假人背板力的典型曲线进行了分析研究,指出背板力曲线可划分为碰撞初期的假人上半身相对座椅靠背晃动阶段、侧气囊作用阶段、门板变形侵入阶段、B柱和门槛梁明显变形侵入阶段和车辆快速向右侧侧移阶段等5个阶段。依据背板力曲线中主要阶段的走势和幅值,并结合试验结果,可进行侧气囊和车身侧面结构的优化。

正面碰撞试验用50%假人胸部刚度研究

通过对50%假人胸部标定试验的研究,指出假人胸部可看作弹性结构,在指定的条件下,具有特定的刚度。通过对胸部在不同安全带作用下的刚度表现进一步研究,指出普通安全带作用下胸部刚度为300N/mm,预紧限力式安全带作用下胸部刚度为200N/mm。

E-NCAP正碰试验中假人头部伤害主观评价方法的改进

现有"欧洲新车评价规程(Euro-NCAP)"所规定的正面碰撞试验中对假人头部伤害的评价方法,主观性较强。为避免因误判造成不必要扣分,该文改进了原评价方法。在新评价方法中,用d’Alembert原理求出假人头部外力和加速度;用外力作用来直接替代原评价方法中头部合力作用下的加速度曲线。对于某开发中的车型,进行了64 km/h的E-NCAP正面偏置碰撞试验。用新方法对该试验的假人头部进行评价,结果是:当前安全气囊没有发生触底,满足开发要求,只是安全带选配不当。这一结果,不同于用原方法所得"安全气囊触底"的结论。相比老方法,改进后的评价方法更简单、更直观,客观性更强。

正面偏置碰撞试验中驾驶员侧安全气囊的吸能特性

为研究正面偏置碰撞中驾驶员侧安全气囊(DAB)的吸能作用,在10款车型的正面碰撞试验中,测量假人颈部约束力、头部加速度,计算出气囊作用下头部加速度、头部降速和气囊吸收能量。试验结果表明:在气囊作用下,在假人头部伤害允许指标(HIC)低于高性能限值情况下,假人头部平均降速为22 m/s,假人头部x向是主要吸能方向,气囊平均吸收动能为1.1 kJ,占总吸收能量的80%以上;x向吸收能量越高,对颈部保护效果越好。安全气囊的开发应以此为目标。因而,提高气囊在假人头部x向吸能作用,可直接提高气囊刚度,也可通过调整安全带约束强度来实现。

正面偏置碰撞中座椅刚度低对假人小腿伤害的影响

为研究汽车座椅刚度对假人运动姿态、假人小腿伤害的影响,对某款左舵车正面偏置碰撞试验的数据和录像进行了分析,发现在碰撞过程中,当座椅刚度低导致假人产生下潜趋势时,将增加假人脚掌发生侧翻(内翻或外翻)的可能性,致使假人小腿下部TI值失分。结合该车座椅的台车试验结果,对座椅轨道结构和材料进行了优化。结果表明,提高座椅刚度后假人下潜趋势消失,假人脚掌不再发生侧翻,假人小腿下部的TI值降低了26%,达到标准要求。