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(tǒng)§6.5碰撞試驗仿真技術§6.6

C-NCAP（中國新車評價規(guī)范）1ppt課件§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(jīng)濟損失的性能。2.提高汽車碰撞安全性的目的在汽車發(fā)生碰撞時確保乘員生存空間、緩和沖擊、防止發(fā)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2ppt課件3ppt課件4ppt課件4.汽車碰撞事故分類正面碰撞側(cè)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(tǒng)計分析交通事故再現(xiàn)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5ppt課件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(tǒng)§6.5碰撞試驗仿真技術§6.6

C-NCAP（中國新車評價規(guī)范）6ppt課件§6.2碰撞試驗假人1.碰撞試驗假人介紹假人是根據(jù)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(zhì)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(shù)。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(nèi)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(shù)據(jù)，會通過內(nèi)置于模擬人體內(nèi)的傳感器被采集器采集。研究人員借助這些數(shù)據(jù)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。7ppt課件§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(cè)面碰撞假人。百分位：指根據(jù)一個地區(qū)的人體統(tǒng)計數(shù)據(jù)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。8ppt課件9ppt課件10ppt課件2.假人發(fā)展簡史上世紀60年代美國制造飛行器彈射座椅上人的代用品公司（ARL）開發(fā)了假人——VIP；1971年由ARL公司和Sierra公司開發(fā)假人——HybridⅠ；1972年美國汽車產(chǎn)業(yè)界同美國第一技術安全公司（FTSS）合作，在HybridⅠ基礎上開發(fā)制造出——HybridⅡ型假人；1976年，美國第一技術安全公司同SAE和用戶集團共同開發(fā)了GM公司設計的——HybridⅢ（混合Ⅲ型假人）；HybridⅢ與HybridⅡ相比具有更高的生物仿真度和儀器測量能力，目前各前碰法規(guī)試驗中，已指定用HybridⅢ型假人。§6.2碰撞試驗假人11ppt課件HybridⅡ和Ⅲ第50百分位男性假人的主要參數(shù)類型ⅢⅡ類型ⅢⅡ名稱尺寸（cm）名稱質(zhì)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(jié)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(jié)高49.549.8總質(zhì)量78.1574.37§6.2碰撞試驗假人12ppt課件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(tǒng)§6.5碰撞試驗仿真技術§6.6

C-NCAP（中國新車評價規(guī)范）13ppt課件§6.3實車碰撞試驗1.實車碰撞試驗概述實車碰撞試驗從乘員保護的觀點出發(fā)，以交通事故再現(xiàn)的方式，分析車輛碰撞過程中乘員與車輛的運動狀態(tài)和損傷狀況，并使用假人定量地評價碰撞安全性能。是綜合評價汽車碰撞安全性能的最基本、最有效的方法。是最終檢驗汽車安全性能必不可少的試驗；同時實車碰撞試驗在汽車研發(fā)過程中為滑車模擬碰撞試驗設定試驗條件，為計算機碰撞仿真建模中驗證計算模型、幫助確定關鍵參數(shù)等，也是必不可少的環(huán)節(jié)。雖然技術難度大、周期長、費用高，但仍然必需并不可替代。試驗中需要測量車輛的變形、減速度及負荷。14ppt課件2.實車碰撞試驗的分類固定壁碰撞的正面碰撞試驗移動壁與汽車側(cè)面、追尾碰撞試驗車輛動態(tài)翻滾試驗車與車之間的碰撞試驗3.試驗設備實車碰撞試驗室包括：碰撞區(qū)、牽引系統(tǒng)、浸車環(huán)境室、照明(攝影)系統(tǒng)、假人標定室、測量分析室和車輛翻轉(zhuǎn)臺等。§6.3實車碰撞試驗15ppt課件（1）固定壁障：主要用于汽車正面碰撞試驗。§6.3實車碰撞試驗16ppt課件（2）移動壁障：主要用于側(cè)面或追尾碰撞試驗。§6.3實車碰撞試驗17ppt課件（3）車輛動態(tài)翻滾試驗裝置：模擬汽車翻車。（4）車輛靜態(tài)翻滾試驗裝置：用于測量車輛碰撞翻滾后的燃油泄漏試驗。（5）牽引系統(tǒng)：將試驗車或移動壁障加速到碰撞試驗的初速度。（6）照明攝影系統(tǒng)：實車碰撞試驗過程中，為了分析汽車變形形態(tài)、假人的運動形態(tài)，必須同時采用多臺高速攝影機從多個不同的角度拍攝試驗過程。§6.3實車碰撞試驗18ppt課件19ppt課件20ppt課件21ppt課件4.實車正面碰撞試驗1）美國的正面碰撞試驗法規(guī)FMVSS2082）歐州的正面碰撞試驗ECER94.003）日本的正面碰撞試驗法規(guī)TRIAS11-4-304）中國的實車碰撞試驗1989年參照FMVSS208制訂了GB/T11551-89《汽車乘員碰撞保護標準》1999年參照ECER94.00制訂了機動車設計法規(guī)CMVDR294-1999《關于正面碰撞乘員保護的設計規(guī)則》正面碰撞中使用的假人有：（1)HybridIII型第50百分位男性假人（2)HybridIII型第5百分位女性假人§6.3實車碰撞試驗22ppt課件汽車的正面碰撞試驗

正面柱碰撞試驗是模擬在實際交通事故中車輛與大樹或電線桿發(fā)生碰撞的情況，是世界各大汽車公司的正面安全氣囊開發(fā)試驗程序與要求中規(guī)定的試驗項目，試驗中采用直徑為254mm剛性柱壁障，碰撞速度一般是50km/h或35km/h。§6.3實車碰撞試驗23ppt課件幾種典型的汽車正面碰撞試驗形式§6.3實車碰撞試驗24ppt課件幾種典型的汽車正面碰撞試驗形式正碰01.ram卡車撞立柱.flv§6.3實車碰撞試驗25ppt課件我國指導車輛正面碰撞的法規(guī)是1999年10月發(fā)布的《關于正面碰撞乘員保護的設計規(guī)則》(CMVDR294)。規(guī)定：對于M1類車輛必須通過正面碰撞時前排外側(cè)座椅乘員保護的國家認證。試驗規(guī)定在試驗過程中：1）不允許車門開啟；2)前門鎖止系統(tǒng)不得發(fā)生鎖止；3）每排座椅至少有一個門能夠打開；4）若假人鎖止系統(tǒng)發(fā)生鎖止時，應在松脫裝置上施加不超過60N的壓力能將約束系統(tǒng)打開，并完好地取出假人；5）燃油供給系統(tǒng)不允許泄露；若泄露，泄露速率不超過30g/min；6）試驗結果須滿足：頭部性能指標≤1000、胸部性能指標≤75mm、大腿性能指標≤10kN§6.3實車碰撞試驗26ppt課件奧迪A6L2.0T——可變形壁障40%重疊率正面偏置碰撞試驗

§6.3實車碰撞試驗27ppt課件正面碰撞中的試驗車以及側(cè)向碰撞中的移動障壁可用電機牽引加速，也可用牽引車牽引加速。為了確定碰撞試驗中車內(nèi)乘員所受傷害的嚴重程度，要在試驗車內(nèi)放置假人。試驗用假人的各肢體在形狀、運動學和動力學性能方面都和真人相似，并能模擬人體的若干動作。假人頭部還附有軟化材料模擬肌肉和皮膚。在頭、胸、背和大腿部位裝有傳感器，測定減速度和負荷。§6.3實車碰撞試驗28ppt課件§6.3實車碰撞試驗5.實車側(cè)面碰撞試驗1990年美國側(cè)面碰撞法規(guī)，1995年歐州側(cè)撞法規(guī)出臺。日本側(cè)撞采用歐州法規(guī)。側(cè)向碰撞試驗采用移動變形障壁。試驗車A靜止，移動障壁B向前運動，運動方向與試驗車中軸線成63°角，速度53km/h。圖示為碰撞左側(cè)的情況，碰撞右側(cè)與此類似，移動障壁的碰撞材料為鋁制蜂窩狀材料。

在試驗時，要布置足夠的傳感器和攝影機。29ppt課件5-攝影機從右側(cè)攝試驗車A和移動障壁6-攝影機從左側(cè)攝試驗車A移動情況7-試驗車A發(fā)動機罩上方攝影機觀察前面假人8-試驗車A側(cè)面攝影機觀察前面假人移位9-試驗車A側(cè)面攝影機觀察后面假人移位10-24幅/s實時攝影機側(cè)向碰撞試驗攝影機布置1-上方攝影機攝試驗車A動態(tài)性能2-上方攝影機攝碰撞平面3-移動障壁B上的攝影機攝碰撞點4-移動障壁B上的攝影機攝碰撞邊§6.3實車碰撞試驗30ppt課件汽車的側(cè)面碰撞試驗簡介汽車側(cè)面是車體中強度較薄弱的部位，尤其是對于轎車而言，其側(cè)面強度更為薄弱。一旦受到來自側(cè)面的撞擊，不可能有像前部及后部那樣，有足夠空間發(fā)生結構變形以吸收碰撞能量。車內(nèi)乘員同強烈貫穿的撞擊物之間僅隔著車門和20-30cm的空間。在斜坡上或在轉(zhuǎn)彎時發(fā)生的側(cè)面碰撞，還有可能引起被撞汽車翻傾，導致車門框變形使車門不能開啟，影響乘員離開危險地帶及對乘員的救援。與正面、后部碰撞相比，側(cè)面碰撞對乘員可能造成的傷害更大。§6.3實車碰撞試驗31ppt課件我國側(cè)面碰撞法規(guī)是《關于側(cè)面碰撞中乘員保護的規(guī)定》(GB2002)。規(guī)定了M1類和N1類車輛受到側(cè)碰時，對乘員保護的要求。1）試驗過程中車門不允許開啟；2）碰撞試驗結束后，不借助工具便能打開足夠數(shù)量的車門，使乘員能正常進出；3）碰撞試驗結束后，不借助工具便能將假人從約束系統(tǒng)中解脫出來，并移出車輛；4）所有內(nèi)部構件在脫落時均不得產(chǎn)生鋒利的突出物；5）若燃油供給系統(tǒng)發(fā)生連續(xù)泄露，泄露速率不得超過30g/min。§6.3實車碰撞試驗32ppt課件側(cè)面碰撞乘員保護指標的限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(nèi)力相當于4.5kN的外力*粘性指標：指粘性響應的峰值，是在半胸部任一肋骨上測得的瞬時壓縮量與肋骨變形速率乘積的最大值。§6.3實車碰撞試驗33ppt課件實車側(cè)面碰撞試驗采用裝有吸能裝置的移動變形壁障以一定的速度撞擊試驗車輛的側(cè)面，通過測量假人的傷害指標和汽車撞擊后的狀況來評價汽車的安全性。碰撞試驗所用假人為了保證性能而規(guī)定了嚴格的溫度要求，所以在實車碰撞試驗法規(guī)中要求碰撞前在規(guī)定環(huán)境中浸車4小時以上，確保試驗的精度。可變形吸能塊側(cè)面碰撞試驗方法§6.3實車碰撞試驗34ppt課件側(cè)碰01.ram§6.3實車碰撞試驗35ppt課件汽車的側(cè)面碰撞試驗§6.3實車碰撞試驗36ppt課件汽車的側(cè)面碰撞試驗§6.3實車碰撞試驗37ppt課件用于側(cè)向碰撞試驗的假人是專門設計的，與正面碰撞試驗用的假人有很大區(qū)別。試驗用“假人”系列包括5%婦女、95%婦女、50%男子以及3歲、6歲、10歲兒童。除了整車碰撞試驗外，還有部件試驗，如安全帶、座椅和頭枕、保險杠、車門、車頂、駕駛室后圍等。轉(zhuǎn)向柱上端向駕駛員方向的最大位移和沖擊力，風窗玻璃安全性等也要嚴格測試。§6.3實車碰撞試驗38ppt課件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(tǒng)§6.5碰撞試驗仿真技術§6.6

C-NCAP（中國新車評價規(guī)范）39ppt課件

測量系統(tǒng)由光學測量系統(tǒng)和電測量系統(tǒng)構成。1.光學測量系統(tǒng)用于獲取碰撞過程中直觀的二維影象，分析碰撞過程中車體的變形及乘員的運動姿態(tài)。從總體上了解碰撞全過程。利用高速攝影機拍攝碰撞瞬間的車體、假人的運動變形等詳細過程。通過對序列影像的定性和定量分析，獲得對人眼運動太快事件，分析運動物體特征參數(shù)。§6.4碰撞試驗測量系統(tǒng)40ppt課件2.電測量系統(tǒng)用于精確測量碰撞過程中汽車各部位的加速度響應、對固定壁的碰撞力及乘員傷害評價用的各種響應信號(假人動力學響應參數(shù))。1)碰撞過程中車體加速度響應信號通過在車體局部剛度較大的部位安裝加速度傳感器獲得。

2)固定壁碰撞力通過安裝在固定壁上的測力單元獲得。

3)假人動力學響應測量通過安裝在假人身體各部位的傳感器來獲得，用于定量分析和評價乘員的傷害程度。§6.4碰撞試驗測量系統(tǒng)41ppt課件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(tǒng)§6.5碰撞試驗仿真技術§6.6

C-NCAP（中國新車評價規(guī)范）42ppt課件§6.5碰撞試驗仿真技術國外20世紀60年代中期就開始了計算機碰撞仿真技術研究工作。至20世紀80年代出現(xiàn)很多碰撞仿真軟件包，利用虛擬現(xiàn)實技術，通過有限元力學計算，在計算機屏幕上模擬碰撞試驗過程，在產(chǎn)品開發(fā)過程中，能夠起到減少昂貴的實車碰撞試驗次數(shù)，降低開發(fā)成本、縮短開發(fā)周期作用。汽車碰撞試驗模擬模型：1)模擬汽車事故模型(交通事故再現(xiàn))2)模擬碰撞中結構大變形的模型3)模擬人體整體動力學響應的模型4)模擬人體局部結構的生物力學模型43ppt課件§6.5碰撞試驗仿真技術44ppt課件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(tǒng)§6.5碰撞試驗仿真技術§6.6

C-NCAP（中國新車評價規(guī)范）45ppt課件C-NCAP-ChinaNewCarAssessmentProgram

C-NCAP:即中國新車評價規(guī)范，是將在市場上購買的新車型按照比我國現(xiàn)有強制性標準更嚴格和更全面的要求進行碰撞安全性能測試，評價結果按星級劃分并公開發(fā)布。中國汽車技術研究中心在深入研究和分析國外NCAP的基礎上，結合我國的汽車標準法規(guī)、道路交通實際情況和車型特征，并進行廣泛的國內(nèi)外技術交流和實際試驗確定了C-NCAP的試驗和評分規(guī)則。§6.6C-NCAP-中國新車評價規(guī)范46ppt課件C-NCAP主要進行三種碰撞試驗車輛速度50km/h（歐洲64km/h）與剛性固定壁障100%重疊率的正面碰撞；車輛速度56km/h（歐洲64km/h）對可變形壁障40%重疊率的正面偏置碰撞、可變形移動壁障速度50km/h與車輛的側(cè)面碰撞。根據(jù)試驗數(shù)據(jù)計算各項試驗得分和總分，由總分多少確定星級。最高得分為51分，星級最低為1星級，最高為5+。§6.6C-NCAP-中國新車評價規(guī)范47ppt課件§6.6C-NCAP-中國新車評價規(guī)范C-NCAP碰撞速度為50km/h～51km/h(試驗速度不得低于50km/h)。試驗車輛到達壁障的路線在橫向任一方向偏離理論軌跡均不得超過150mm。在前排駕駛員和乘員位置分別放置一個HybridIII型第50百分位男性假人，用以測量前排人員受傷害情況。在第二排座椅最右側(cè)座位上放置一個HybridIII型第5百分位女性假人，用以考核安全帶性能。正面100%重疊剛性壁障碰撞試驗48ppt課件§6.6C-NCAP-中國新車評價規(guī)范碰撞速度為56km/h～57km/h(試驗速度不得低于56km/h)，偏置碰撞車輛與可變形壁障碰撞重疊寬度應在40%車寬±20mm的范圍內(nèi)。在前排駕駛員和乘員位置分別放置一個HybridIII型第50百分位男性假人，用以測量前排人員受傷害情況。在第二排座椅最左側(cè)座位上放置一個HybridIII型第5百分位女性假人，用以考核安全帶性能。正面40%重疊可變形壁障碰撞試驗

C-NCAP49ppt課件§6.6C-NCAP-中國新車評價規(guī)范移動臺車前端加裝可變形吸能壁障沖擊試驗車輛駕駛員側(cè)。移動壁障行駛方向與試驗車輛垂直，移動壁障中心線對準試驗車輛R點，碰撞速度為50km/h～51km/h(試驗速度不得低于50km/h)。移動壁障的縱向中垂面與試驗車輛上通過碰撞側(cè)前排座椅R點的橫斷垂面之