第六章汽車被動安全性試驗§6.1汽車被動安全性概述§6.2碰撞試驗假人§6.3實車碰撞試驗§6.4碰撞試驗測量系統§6.5碰撞試驗仿真技術§6.6

C-NCAP（中國新車評價規范）§6.1汽車被動安全性概述1.汽車被動安全性定義汽車在事故中避免或減緩對人員造成傷害并盡可能減少經濟損失的性能。2.提高汽車碰撞安全性的目的在汽車發生碰撞時確保乘員生存空間、緩和沖擊、防止發生火災等。達到“車毀人不亡，車傷人不傷”目的。3.汽車碰撞安全性試驗分類實車碰撞試驗滑車模擬碰撞試驗臺架試驗4.汽車碰撞事故分類正面碰撞側面碰撞追尾碰撞翻車5.汽車被動安全研究領域生物力學交通事故統計分析交通事故再現分析碰撞試驗仿真技術(有限元計算)§6.1汽車被動安全性概述第六章汽車被動安全性試驗§6.1汽車被動安全性概述§6.2碰撞試驗假人§6.3實車碰撞試驗§6.4碰撞試驗測量系統§6.5碰撞試驗仿真技術§6.6

C-NCAP（中國新車評價規范）§6.2碰撞試驗假人1.碰撞試驗假人介紹假人是根據人體工程學原理，用特殊材料制成的實驗儀器，可以代替人體用于碰撞實驗，模擬真人受到的傷害情況，并可重復使用。尺寸、外形、質量、剛度和能量性能與人體非常相似，能夠準確模擬人體在碰撞事故條件下受力、變形等生物力學參數。大部分由金屬與橡膠制作，其胸腔是鋼制的，肩胛骨是鋁制的，盆骨是塑料的。皮膚采用硅膠材料制成，摸上去不僅要有彈性，還要跟真人一樣有一定的承受力。

內部裝有大量傳感器，在碰撞的一剎那，假人頭、胸、膝蓋等重點部位受傷的數據，會通過內置于模擬人體內的傳感器被采集器采集。研究人員借助這些數據來模擬車禍中真人的受傷程度。是集人體工程學、工程力學、材料力學、生物學為一體的精密測試儀器。一個假人由近400個部件、約60個傳感器組成，造價高達4萬美元左右，若加上傳感器配套設備，需6～7萬美元。§6.2碰撞試驗假人按人體類型分類可分為：成年假人、兒童假人。成年假人按體型又可分為：大身材男性假人、中等身材男性假人、小身材女性假人。目前常見的成人假人大致有三類：50百分位假人—代表身高177cm和體重86kg的中等身材；95百分位假人—代表身高188cm和體重108kg的大型身材；5百分位—代表身高148cm和體重56kg的矮小身材。兒童假人分為：6月假人(身高67cm，體重10kg)、12月假人(身高76cm，體重13kg)、18月假人(身高83cm，體重16kg)、3歲假人(身高97cm，體重20kg)、6歲假人(身高130cm，體重30kg)、10歲假人(身高138cm，體重36kg)。按碰撞試驗類型分：正面碰撞假人、側面碰撞假人。百分位：指根據一個地區的人體統計數據會有百分之多少的人小于假人。50百分位男性假人就是指50%的成年男人的身高、體重等都會“小于”這個假人的身高、體重和身體尺寸等。2.假人發展展簡史上世紀60年代美國國制造飛行器彈彈射座椅椅上人的代用品品公司（（ARL）開發了了假人——VIP；1971年由ARL公司和Sierra公司開發發假人——HybridⅠⅠ；1972年美國汽汽車產業業界同美美國第一一技術安安全公司司（FTSS）合作，，在HybridⅠⅠ基礎上開開發制造造出——HybridⅡⅡ型假人；；1976年，美國國第一技技術安全全公司同同SAE和用戶集集團共同同開發了了GM公司設計計的——HybridⅢⅢ（混合Ⅲ型假人））；HybridⅢⅢ與HybridⅡⅡ相比具有有更高的的生物仿仿真度和和儀器測測量能力力，目前前各前碰碰法規試試驗中，，已指定定用HybridⅢⅢ型假人。。§6.2碰碰撞試驗驗假人HybridⅡⅡ和Ⅲ第50百分位男男性假人人的主要要參數類型ⅢⅡ類型ⅢⅡ名稱尺寸（cm）名稱質量（kg）頭圓周長59.757.2頭4.545.08頭寬15.515.5頸1.54

頭長20.319.6上軀干17.1918.82直立坐高88.490.7下軀干23.0416.28肩到肘關節長33.835.1上臂3.994.35肘背到腕樞軸長29.7

下臂和手4.544.35肘到指尖長

46.0大腿11.9716.69臂到膝蓋長59.251.8小腿和腳11.348.8膝關節高49.549.8總質量78.1574.37§6.2碰碰撞試驗驗假人第六章汽汽車車被動安安全性試試驗§6.1汽車被動動安全性性概述§6.2碰撞試驗驗假人§6.3實車碰撞撞試驗§6.4碰撞試驗驗測量系系統§6.5碰撞試驗驗仿真技技術§6.6C-NCAP（中國新新車評價價規范））§6.3實實車碰撞撞試驗1.實車碰撞撞試驗概概述實車碰撞撞試驗從從乘員保保護的觀觀點出發發，以交交通事故故再現的的方式，，分析車車輛碰撞撞過程中中乘員與與車輛的的運動狀狀態和損損傷狀況況，并使使用假人人定量地地評價碰碰撞安全全性能。。是綜合合評價價汽車車碰撞撞安全全性能能的最最基本本、最最有效效的方方法。。是最最終檢檢驗汽汽車安安全性性能必必不可可少的的試驗驗；同同時實實車碰碰撞試試驗在在汽車車研發發過程程中為為滑車車模擬擬碰撞撞試驗驗設定定試驗驗條件件，為為計算算機碰碰撞仿仿真建建模中中驗證證計算算模型型、幫幫助確確定關關鍵參參數等等，也也是必必不可可少的的環節節。雖然技技術難難度大大、周周期長長、費費用高高，但但仍然然必需需并不不可替替代。。試驗中中需要要測量量車輛輛的變變形、、減速速度及及負荷荷。2.實車碰碰撞試試驗的的分類類固定壁壁碰撞撞的正正面碰碰撞試試驗移動壁壁與汽汽車側側面、、追尾尾碰撞撞試驗驗車輛動動態翻翻滾試試驗車與車車之間間的碰碰撞試試驗3.試驗設設備實車碰碰撞試試驗室室包括括：碰撞區區、牽牽引系系統、、浸車車環境境室、、照明明(攝影)系統、、假人人標定定室、、測量量分析析室和和車輛輛翻轉轉臺等等。§6.3實實車碰碰撞試試驗（1）固定定壁障障：主要用用于汽汽車正正面碰碰撞試試驗。。§6.3實實車碰碰撞試試驗（2）移動動壁障障：主要用用于側側面或或追尾尾碰撞撞試驗驗。§6.3實實車碰碰撞試試驗（3）車輛輛動態態翻滾滾試驗驗裝置置：模擬汽汽車翻翻車。。（4）車輛輛靜態態翻滾滾試驗驗裝置置：用于測測量車車輛碰碰撞翻翻滾后后的燃燃油泄泄漏試試驗。。（5）牽引引系統統：將試驗驗車或或移動動壁障障加速速到碰碰撞試試驗的的初速速度。。（6）照明明攝影影系統統：實車碰碰撞試試驗過過程中中，為為了分分析汽汽車變變形形形態、、假人人的運運動形形態，，必須須同時時采用用多臺臺高速速攝影影機從從多個個不同同的角角度拍拍攝試試驗過過程。。§6.3實實車碰碰撞試試驗4.實車正正面碰碰撞試試驗1）美國國的正正面碰碰撞試試驗法法規FMVSS2082）歐州州的正正面碰碰撞試試驗ECER94.003）日本本的正正面碰碰撞試試驗法法規TRIAS11-4-304）中國國的實實車碰碰撞試試驗1989年參照照FMVSS208制訂了了GB/T11551-89《《汽車乘乘員碰碰撞保保護標標準》1999年參照照ECER94.00制訂了了機動動車設設計法法規CMVDR294-1999《關于正正面碰碰撞乘乘員保保護的的設計計規則則》正面碰碰撞中中使用用的假假人有有：（1)HybridIII型第50百分位位男性性假人人（2)HybridIII型第5百分位位女性性假人人§6.3實實車碰碰撞試試驗汽車的的正面面碰撞撞試驗驗正面柱柱碰撞試試驗是是模擬擬在實實際交交通事事故中中車輛輛與大大樹或或電線線桿發發生碰碰撞的的情況況，是是世界界各大大汽車車公司司的正正面安安全氣氣囊開開發試試驗程程序與與要求求中規規定的的試驗驗項目目，試試驗中中采用用直徑徑為254mm剛性柱柱壁障障，碰碰撞速速度一一般是是50km/h或35km/h。§6.3實實車碰碰撞試試驗幾種典典型的的汽車車正面面碰撞撞試驗驗形式式§6.3實實車碰碰撞試試驗幾種典典型的的汽車車正面面碰撞撞試驗驗形式式正碰01.ram卡車撞立柱柱.flv§6.3實實車碰碰撞試驗我國指導車車輛正面碰撞的法規是1999年10月發布的《關于正面碰碰撞乘員保保護的設計計規則》(CMVDR294)。規定：對對于M1類車輛必須須通過正面面碰撞時前前排外側座座椅乘員保保護的國家家認證。試驗規定在在試驗過程程中：1）不允許車車門開啟；；2)前門鎖止系系統不得發發生鎖止；；3）每排座椅椅至少有一一個門能夠夠打開；4）若假人鎖鎖止系統發發生鎖止時時，應在松松脫裝置上上施加不超超過60N的壓力能將將約束系統統打開，并并完好地取取出假人；；5）燃油供給給系統不允允許泄露；；若泄露，，泄露速率率不超過30g/min；6）試驗結果果須滿足：：頭部性能能指標≤1000、胸部性能能指標≤75mm、大腿性能能指標≤10kN§6.3實實車碰碰撞試驗奧迪A6L2.0T———可變形壁障障40%重疊率正面面偏置碰撞撞試驗§6.3實實車碰碰撞試驗正面碰撞中中的試驗車車以及側向向碰撞中的的移動障壁壁可用電機機牽引加速速，也可用用牽引車牽牽引加速。。為了確定碰碰撞試驗中中車內乘員員所受傷害害的嚴重程程度，要在在試驗車內內放置假人人。試驗用假人人的各肢體體在形狀、、運動學和和動力學性性能方面都都和真人相相似，并能能模擬人體體的若干動動作。假人頭部還還附有軟化化材料模擬擬肌肉和皮皮膚。在頭頭、胸、背背和大腿部部位裝有傳傳感器，測測定減速度度和負荷。。§6.3實實車碰碰撞試驗§6.3實實車碰碰撞試驗5.實車側面碰碰撞試驗1990年美國側面面碰撞法規規，1995年歐州側撞撞法規出臺臺。日本側撞采采用歐州法法規。側向碰撞試試驗采用移移動變形障障壁。試驗驗車A靜止，移動動障壁B向前運動，，運動方向向與試驗車車中軸線成成63°角，速度53km/h。圖示為碰撞撞左側的情情況，碰撞撞右側與此此類似，移移動障壁的的碰撞材料料為鋁制蜂蜂窩狀材料料。在試驗時，，要布置足足夠的傳感感器和攝影影機。5-攝影機從右右側攝試驗驗車A和移動障壁壁6-攝影機從左左側攝試驗驗車A移動情況7-試驗車A發動機罩上上方攝影機機觀察前面面假人8-試驗車A側面攝影機機觀察前面面假人移位位9-試驗車A側面攝影機機觀察后面面假人移位位10-24幅/s實時攝影機機側向碰撞試試驗攝影機機布置1-上方攝影機機攝試驗車車A動態性能2-上方攝影機機攝碰撞平平面3-移動障壁B上的攝影機機攝碰撞點點4-移動障壁B上的攝影機機攝碰撞邊邊§6.3實實車碰碰撞試驗汽車的側面面碰撞試驗驗簡介汽車側面是是車體中強強度較薄弱弱的部位，，尤其是對對于轎車而而言，其側側面強度更更為薄弱。。一旦受到到來自側面面的撞擊，，不可能有有像前部及及后部那樣樣，有足夠夠空間發生生結構變形形以吸收碰碰撞能量。。車內乘員同同強烈貫穿穿的撞擊物物之間僅隔隔著車門和和20-30cm的空間。在斜坡上或或在轉彎時時發生的側側面碰撞，，還有可能能引起被撞撞汽車翻傾傾，導致車車門框變形形使車門不不能開啟，，影響乘員員離開危險險地帶及對對乘員的救救援。與正面、后后部碰撞相相比，側面面碰撞對乘乘員可能造造成的傷害害更大。§6.3實實車碰碰撞試驗我國側面碰撞法規是《關于側面碰碰撞中乘員員保護的規規定》(GB2002)。規定了M1類和N1類車輛受到到側碰時，，對乘員保保護的要求求。1）試驗過程程中車門不不允許開啟啟；2）碰撞試驗驗結束后，，不借助工工具便能打打開足夠數數量的車門門，使乘員員能正常進進出；3）碰撞試驗驗結束后，，不借助工工具便能將將假人從約約束系統中中解脫出來來，并移出出車輛；4）所有內部部構件在脫脫落時均不不得產生鋒鋒利的突出出物；5）若燃油供供給系統發發生連續泄泄露，泄露露速率不得得超過30g/min。§6.3實實車碰碰撞試驗側面碰撞乘乘員保護指指標的限值值指標限值備注頭部性能指標（HPC）≤1000無頭部接觸時，不測量或計算HPC胸部性能指標肋骨變形指標≤42mm粘性指標*≤1m/s骨盆性能指標恥骨合成力峰值≤6kN腹部性能指標腹部力峰值≤2.5kN內力相當于4.5kN的外力*粘性指標：：指粘性響響應的峰值值，是在半半胸部任一一肋骨上測測得的瞬時時壓縮量與與肋骨變形形速率乘積積的最大值值。§6.3實實車碰碰撞試驗實車側面碰碰撞試驗采采用裝有吸吸能裝置的的移動變形壁壁障以一定的速速度撞擊試試驗車輛的的側面，通通過測量假假人的傷害害指標和汽汽車撞擊后后的狀況來來評價汽車車的安全性性。碰撞試驗所所用假人為為了保證性性能而規定定了嚴格的的溫度要求求，所以在在實車碰撞撞試驗法規規中要求碰碰撞前在規規定環境中中浸車4小時時以以上上，，確確保保試試驗驗的的精精度度。。可變形吸能塊側面面碰碰撞撞試試驗驗方方法法§6.3實實車車碰碰撞撞試試驗驗側碰碰01.ram§6.3實實車車碰碰撞撞試試驗驗汽車車的的側側面面碰碰撞撞試試驗驗§6.3實實車車碰碰撞撞試試驗驗汽車車的的側側面面碰碰撞撞試試驗驗§6.3實實車車碰碰撞撞試試驗驗用于于側側向向碰碰撞撞試試驗驗的的假假人人是是專專門門設設計計的的，，與與正正面面碰碰撞撞試試驗驗用用的的假假人人有有很很大大區區別別。。試試驗驗用用““假假人人””系系列列包包括括5%婦女女、、95%婦女女、、50%男子子以以及及3歲、、6歲、、10歲兒兒童童。。除了了整整車車碰碰撞撞試試驗驗外外，，還還有有部部件件試試驗驗，，如如安安全全帶帶、、座座椅椅和和頭頭枕枕、、保保險險杠杠、、車車門門、、車車頂頂、、駕駕駛駛室室后后圍圍等等。。轉轉向向柱柱上上端端向向駕駕駛駛員員方方向向的的最最大大位位移移和和沖沖擊擊力力，，風風窗窗玻玻璃璃安安全全性性等等也也要要嚴嚴格格測測試試。。§6.3實實車車碰碰撞撞試試驗驗第六六章章汽汽車車被被動動安安全全性性試試驗驗§6.1汽車車被被動動安安全全性性概概述述§6.2碰撞撞試試驗驗假假人人§6.3實車車碰碰撞撞試試驗驗§6.4碰撞撞試試驗驗測測量量系系統統§6.5碰撞撞試試驗驗仿仿真真技技術術§6.6C-NCAP（中中國國新新車車評評價價規規范范））測量量系系統統由由光學學測測量量系系統統和電測測量量系系統統構成成。。1.光學學測測量量系系統統用于于獲獲取取碰碰撞撞過過程程中中直直觀觀的的二二維維影影象象，，分分析析碰碰撞撞過過程程中中車車體體的的變變形形及及乘乘員員的的運運動動姿姿態態。。從從總總體體上上了了解解碰碰撞撞全全過過程程。。利用用高高速速攝攝影影機機拍拍攝攝碰碰撞撞瞬瞬間間的的車車體體、、假假人人的的運運動動變變形形等等詳詳細細過過程程。。通通過過對對序序列列影影像像的的定定性性和和定定量量分分析析，，獲獲得得對對人人眼眼運運動動太太快快事事件件，，分分析析運運動動物物體體特特征征參參數數。。§6.4碰碰撞撞試試驗驗測測量量系系統統2.電測測量量系系統統用于于精精確確測測量量碰碰撞撞過過程程中中汽汽車車各各部部位位的的加加速速度度響響應應、、對對固固定定壁壁的的碰碰撞撞力力及及乘乘員員傷傷害害評評價價用用的的各各種種響響應應信信號號(假人動力學響響應參數)。1)碰撞過過程中中車體體加速速度響響應信信號通過在在車體體局部部剛度度較大大的部部位安安裝加加速度度傳感感器獲獲得。。2)固定壁壁碰撞撞力通過安安裝在在固定定壁上上的的測力力單元元獲得得。3)假人動動力學學響應應測量量通過安安裝在在假人人身體體各部部位的的傳感感器來來獲得得，用用于定定量分分析和和評價價乘員員的傷傷害程程度。。§6.4碰碰撞試試驗測測量系系統第六章章汽汽車車被動動安全全性試試驗§6.1汽車被被動安安全性性概述述§6.2碰撞試試驗假假人§6.3實車碰碰撞試試驗§6.4碰撞試試驗測測量系系統§6.5碰撞試試驗仿仿真技技術§6.6C-NCAP（中國國新車車評價價規范范）§6.5碰碰撞試試驗仿仿真技技術國外20世紀60年代中中期就就開始始了計計算機機碰撞撞仿真真技術術研究究工作作。至至20世紀80年代出出現很很多碰碰撞仿仿真軟軟件包包，利利用虛虛擬現現實技技術，，通過過有限限元力力學計計算，，在計計算機機屏幕幕上模模擬碰碰撞試試驗過過程，，在產產品開開發過過程中中，能能夠起起到減減少昂昂貴的的實車車碰撞撞試驗驗次數數，降降低開開發成成本、、縮短短開發發周期期作用用。汽車碰碰撞試試驗模模擬模模型：：1)模擬汽汽車事事故模模型(交通事事故再再現)2)模擬碰碰撞中中結構構大變變形的的模型型3)模擬人人體整整體動動力學學響應應的模模型4)模擬人人體局局部結結構的的生物物力學學模型型§6.5碰碰撞試試驗仿仿真技技術第六章章汽汽車車被動動安全全性試試驗§6.1汽車被被動安安全性性概述述§6.2碰撞試試驗假假人§6.3實車碰碰撞試試驗§6.4碰撞試試驗測測量系系統§6.5碰撞試試驗仿仿真技技術§6.6C-NCAP（中國國新車車評價價規范范）C-NCAP-ChinaNewCarAssessmentProgramC-NCAP:即中國新車評評價規范，是將在市市場上購買買的新車型型按照比我我國現有強強制性標準準更嚴格和和更全面的的要求進行行碰撞安全全性能測試試，評價結結果按星級級劃分并公公開發布。。中國汽車技技術研究中中心在深入入研究和分分析國外NCAP的基礎上，，結合我國國的汽車標標準法規、、道路交通通實際情況況和車型特特征，并進進行廣泛的的國內外技技術交流和和實際試驗驗確定了C-NCAP的試驗和評評分規則。。§6.6C-NCAP-中國新車評評價規范C-NCAP主要進行三三種碰撞試試驗車輛速度50km/h（歐洲64km/h）與剛性固定壁壁障100%重疊率的正面碰撞撞；車輛速度56km/h（歐洲64km/h）對可變形壁障障40%重疊率的正面偏置置碰撞、可變形移動動壁障速度度50km/h與車輛的側側面碰撞。。根據試驗數數據計算各各項試驗得得分和總分分，由總分分多少確定定星級。最最高得分為為51分，星級最最低為1星級，最高高為5+。§6.6C-NCAP-中國新車評評價規范§6.6C-NCAP-中國新車評評價規范C-NCAP碰撞速度為為50km/h～51km/h(試驗速度不不得低于50km/h)。試驗車輛到到達壁障的的路線在橫橫向任一方方向偏離理理論軌跡均均不得超過過150mm。在前排駕駛駛員和乘員員位置分別別放置一個個HybridIII型第50百分位男性性假人，用用以測量前前排人員受受傷害情況況。在第二排座座椅最右側側座位上放放置一個HybridIII型第5百分位女性性假人，用用以考核安安全帶性能能。正面100%重疊剛性壁障碰撞試試驗§6.6C-NCAP-中國新車評評價規范碰撞速度為為56km/h～57km/h(試驗速度不不得低于56km/h)，偏置碰撞撞車輛與可可變形壁障障碰撞重疊疊寬度應在在40%車寬±20mm的范圍內。。在前排駕駛駛員和乘員員位置分別別放置一個個HybridIII型第50百分位男