1汽車正面碰撞試驗用人形試驗裝置校準規范本規范適用于GB11551--2003《乘用車正面碰撞的乘員保護》中汽車正面碰撞試GB/T20913~-2007乘用車正面偏置碰撞的乘員保護IS()6487:2000道路車輛碰撞試驗測量技術儀器設備使用本規范時.應注意使用上述引用文獻的現行有效版本。3.1人形試驗裝置anthropomorphi指用于汽車碰撞試驗的人形試驗裝置(以下簡稱“假1)尺寸、重量分布、關節的活動、頭部、胸部等各部分在受載荷時的變形特性應2)應能對人體相對應的各部分的加速度、負荷等參量進行測定。3)個體間的差異小，復現性好，并且具有優良的耐久性。本規范中被校對象特指GB11551-2003《乘用車正面碰撞的乘員保護》中規定的假人，即混合三型第50百分位男性假人。“百分位”指對人體生理數據〈身高、體重〉的人口普查所得的正態分布統計比例.試驗常用的是第5百分位(5*)、第50百分位(50*)和第95百分位(95*)。用以表示人體某項尺寸數據的等級。例如：第50百分位成年男子.表示男性人群中有50%的信號序列幅值的正信號最大值(用max表示)或負信號最小值(用min3.5“B”平面B-plane2參照GB11551--2003中條款B.2.4.3.2,指插入假人H點測量孔中的骨盆角度量規76mm平面上的水平面角度。汽車正面碰撞用人形試驗裝置(以下簡稱正碰撞假人)是由與真實人體一一對應的似的抗沖擊特性，其大小和質量代表一無下臂的第50百分位的成年男子。其內部特定工作原理見圖1所示：1)激勵源設備對人形試驗裝置特定部位施加2)人形試驗裝置的特定部位(仿真人體相應部位)吸收部分能量。并用安裝在該3)數據通道及記錄設備對傳感器信號進行處理，計算分析其信號峰值和響應圖1校準原理示意圖正碰撞假人計量特性見表1。表1計量特性校準項目1二次振幅比β3表1(續)校準項日2“ID”平面旋轉角度Oopam的峰值“D”平面旋轉角度的峰值34彎曲力矩203Nm時骨盆角度θ56足上部(不穿鞋)足下部(不穿鞋)足下部(穿鞋)6校準條件6.1校準環境條件校準環境條件見表2。4校準項Ⅱ頭部頸部足部校準項日1參見6.2.l參見6.2.2.1頭部跌落設備參見附錄A.12參見6.2.1參見6.2.2.1參見6.2.2.2參見6.2.2.3參見附錄A.23參見6.2.1參見6.2.2.1參見6.2.2參見附錄A.34參見6.2.1參見6.2.2.25表3(續)校準項目5參見6.2.1參見6.2.2.1參見6.2.2.7參見附錄A.56參見6.2.1參見6.2.2.1小腿載荷傳感器參見6.2.2.8足部沖擊設備6.2.2.1加速度傳感器：量程2000g,阻尼系數≤0.05,頻率響應±2.5%(0Hz~6.2.2.2角度傳感器：量程180°,非線性度≤0.5°,旋轉速度≥9600(°)/s。6.2.2.3頸部載荷傳感器：量程5kN,150Nm。非線性度≤1%F.S.,多通道串擾≤5%,遲滯≤1%。6.2.2.4骨盆力矩傳感器：量程300Nm,非線性度≤1%F.S.,遲滯≤1%。6.2.2.5胸部位移傳感器：量程75mm,非線性度≤0.5%F.S.。6.2.2.6大腿力傳感器：量程5kN.非線性度≤1%F.S.,遲滯≤1%。6.2.2.7膝部位移傳感器：量程38mm,非線性度≤0.5%F.S.。6.2.2.8小腿載荷傳感器：量程5kN,300Nm.非線性度≤1%F.S.,多通道串擾≤5%,遲滯≤1%。7.1.2.2頭部組件由①頭骨、②頭骨皮膚、③頭骨后蓋皮膚、④頭骨后蓋、⑤固定頭骨后蓋的螺栓、⑥上頸部載荷傳感器的替代件、⑦三向加速6(見圖2),在頭部重心處安裝三向加速度傳感器。圖2頭解姐件案整示意圖7.1.2.3將頭都組件與頭部支撐繩索連接，并將繩索安裝到快速釋放機構上。頭骨孔中心線與水平剛性板表面平行，誤卷小于1°.頭部最低點距離水平剛性板表面376mm±1mm。(如圖3、圖4所示)圖3頭部懸吊水平示意圖安裝加速度傳感器測量頭部重心處X,Y,Z方向的加速度ax,ay和az。7圖4頭部懸吊高度示意圖7.1.4.2如圖4所示將頭部總成懸吊起來，確保頭部的Y方向處于水平，同時確保假人額頭最低點在假人鼻子最低點的下方12.7mm處。7.1.4.3使假人頭部自由落下并撞擊受沖擊表面，避免頭部組件與受沖擊表面的二次7.1.4.4假人頭部兩次校準時間間隔為3h。7.1.6.1合成加速度ag的峰值：頭部重心處的二向合成加速度ag的峰值。7.1.6.2二次振幅比β:合成加速度第二次峰值與峰值的比值。β=aRpk2/aky7.2頸部彎曲、拉伸特性校準7.2.1校準用設備技術要求參見附錄A.2。87.2.2.1將頸部鋼纜螺栓力矩調整為(1.36±0.27)Nm。7.2.2.2將頸部組件安裝在剛性擺臂上。確保擺臂靜止時假人頭部“D”平面與擺錘7.2.3.1距轉軸1835.2mm處安裝單軸加速度傳感器，敏感軸方向指向碰撞方向，測7.2.3.2在假人頭部安裝頸部載荷傳感器，測量上頸部力Fx和上頸部力矩My(如圖5、圖6)。7.2.3.3分別在頸部組件安裝平板上和假人頸部鏈接處安裝兩個角度傳感器，測得的7.2.4.1被校對象應做外觀檢查以確定其是否損壞，其大小、質量應符合附錄B、附錄C的要求，不符合時應修補或更換。被校對象應置于表2規定的環境條件中至少7.2.4.2預先擠壓蜂窩鋁表面，使擺臂撞擊板與蜂窩鋁90%以上的面積接觸。安裝好過程須滿足表4要求。7.2.4.3假人頸部兩次校準時間間隔為30min。9圖6頸部拉伸安裝示意圖圖7角度傳感器安裝示意圖表4擺臂運動過程要求表頸部彎曲領部拉伸碰撞速度(測量位置為擺錘的軸線處10ms時擺錘減速度20ms時擺錘減速度30ms時擺錘減速度表4(續)頸部彎曲頸部拉伸擺錘減速度全5g時刻Ob-Plame=Orendutum+7.2.6.4頭頸部鏈接力矩峰值：頭部相對頸部鏈My-—上頸部力矩My,Nm;7.2.6.5最大力矩時刻：頭頸部力矩M為峰值的時刻tMmax,ms。7.2.6.6力矩減至零時刻：頭頸部力矩Ma為零的時刻txo,ms。7.3.2.2確保假人中心對稱面與試驗平臺垂直，擺錘的中心線位于假人第三根肋骨中心線以下12.7mm處(如圖8)。7.3.3.1在擺錘上沿其中軸線安裝單軸加速度傳感器，敏感軸方向指向碰撞方向，測7.3.4.1被校對象應做外觀檢查以確定其是否損壞，其大小、質量應符合附錄B、附錄C要求，不符合時應修補或更換。被校對象應置于表2規定的環境條件中至少7.3.4.2將擺錘以6.71m/s±0.12m/s的碰撞速度(測量位置為擺錘的軸線處)沖擊7.3.4.3假人胸部兩次校準時間間隔為30min。7.3.6.2胸部位移峰值：胸部沖擊過程中假人胸部位移Dchs的峰值。7.3.6.3滯后率：胸部沖擊力加載曲線和卸載曲線之間面積與加載曲線投影面積的用骨盆支架替換原骨盆加速度安裝支架及蓋板，將骨盆支架安裝在骨盆彎曲拉伸設備上，使假人骨盆B平面保持水平(如圖9、圖10)。圖9骨盆支架安裝示意圖圖10骨盆校準安裝示意圖7.4.3.1在臀部旋轉中心(H點)處安裝力矩傳感器，測量骨盆彎曲力矩M。7.4.3.2在臀部旋轉中心(H點)處安裝角度傳感器、測量骨盆彎曲角度Bim。7.4.4.1被校對象應做外觀檢查，其大小、質量應符合附錄B、附錄C的要求，不符合時應修補或更換。被校對象應置于表2規定的環境條件中至少4h。7.4.4.2將大腿相對軀干在±30°范圍內進行彎曲及拉伸，彎曲角速度不小于5.0(°)/s.不大于10.0(°)/s.記錄彎曲力矩為203Nm時的骨盆角度和骨盆角度為7.4.4.3假人骨盆兩次校準時間間隔為30min。7.4.6.1彎曲力矩203Nm時骨盆角度：M為203Nm時的角度值Otm,(°)。7.5.1校準用設備1)將膝部組件以41Nm的緊固力矩安裝在大腿力傳感器上并保持水平，允許偏差±0.5°,調節小腿角度使小腿與水平方向呈66°夾角.腿部不應與任何地方接觸(如圖圖11膝部沖擊安裝示意圖2)將膝部轉軸和腳踝轉軸做1g～2g調整。1)將緩沖支架和位移傳感器安裝在膝部組件上，再將膝部組件以41Nm的緊固力2)將膝部轉軸做1g～2g調整。在擺錘上沿其中軸線安裝單軸加速度傳感器，敏感軸方向指向碰撞方向，測量擺錘1)在大腿內部安裝單軸力傳感器，測量大腿力值Frcmx。2)在膝蓋內部安裝位移傳感器，測量膝部位移值Dk…。7.5.4.1膝部沖擊1)被校對象應做外觀檢查以確定其是否損壞，其大小、質量應符合附錄B、附錄C的要求，不符合時應修補或更換。被校對象應置于實驗室環境條件中至少4h。2)將擺錘以2.10m/s±0.03m/s的碰撞速度(測量位置為擺錘的軸線處)沖擊膝部，測量膝部沖擊力。在沖擊過程中確保擺錘沒有橫向及垂直運動。3)假人膝部沖擊兩次校準時間間需為30min。7.5.4.2膝部滑動1)被校對象應做外觀檢查以確定其是否橫壞，其大小、質量應符合附錄B、附錄C。必要時，被校對象應置于實驗室犟境條件中至少4h。2)將擺錘以2.75m/s±0.05m/4的碰撞速度(測量位置為擺錘的軸線處)沖擊膝部，測量大腿軸向受力和膝部位移值。在沖擊過程中確保擺錘沒有橫向及垂直運動。3)假人膝部滑動兩次校準時間間隔為30min。加速度傳感器通道按照IS()6487:2000CFC1000濾波。1)力傳感器通道按照IS()6487:2000CFC600濾波。2)位移傳感器通道按照IS()6487:2000CFC180濾波。7.5.6結果表達沖擊力峰值：膝部沖擊過程中擺錘力Fkne的峰值。akme——擺錘加速度，g。1)膝部位移-10.2mm時大腿力：D為-10.2mm時的大腿力值Frmr。2)膝部位移-17.8mm時大腿力：Dkm為-17.8mm時的大腿力值Ffemur。7.6足部沖擊特性校準7.6.1校準用設備技術要求見附錄A.6。7.6.2安裝要求7.6.2.1足上部(不穿鞋)沖擊將不穿鞋的足部裝在足部沖擊標定臺上，使膝蓋彎曲處鏈接螺栓與腳踝彎曲處鏈接螺栓處于同一高度，腳底板處于垂直位置(如圖13)。7.6.2.2足下部(不穿鞋)沖擊將不穿鞋的足部裝在足部沖擊標定臺上，使膝蓋彎曲處鏈接螺栓與腳踝彎曲處鏈接螺栓處于同一高度，腳底板處于垂直位置(如圖14)。7.6.2.3足下部(穿鞋)沖擊將穿鞋的足部裝在足部沖擊標定臺上，使膝蓋彎曲處鏈接螺栓與腳踝彎曲處鏈接螺栓處于同一高度，腳底板處于垂直位置(如圖15)。7.6.3測點布置7.6.3.1足上部(不穿鞋)沖擊小腿下部安裝力矩傳感器，測量小腿下部腳踝處Y方向的力矩My。7.6.3.2足下部(不穿鞋)沖擊7.6.3.3足下部(穿鞋)沖擊小腿下部安裝力傳感器，測量小腿下部腳踝處Z方向的力Fz。7.6.4.1足上部(不穿鞋)沖擊1)被校對象應做外觀檢查以確定其是否損壞，其大小、質量應符合附錄B、附錄C的要求，不符合時應修補或更換。被校對象應置于實驗室環境條件中至少4h。2)將擺錘以6.7m/s±0.1m/s的碰撞速度(測量位置為擺錘的軸線處)沖擊足上部，沖擊過程中確保擺錘沒有橫向及垂直運動。3)假人足上部(不穿鞋)沖擊兩次校準時間間隔為30min。7.6.4.2足下部(不穿鞋)沖擊1)被校對象應做外觀檢查以確定其是否損壞，其大小、質量應符合附錄B、附錄C的要求，不符合時應修補或更換。被校對象應置于實驗室環境條件中至少4h。2)將擺錘以4.4m/s±0.1m/s的碰撞速度(測量位置為擺錘的軸線處)沖擊不穿鞋的足下部，沖擊過程中確保擺錘沒有橫向及垂直運動。3)假人足下部(不穿鞋)沖擊兩次校準時間間隔為30min。7.6.4.3足下部(穿鞋)沖擊1)被校對象應做外觀檢查以確定其是否損壞，其大小、質量應符合附錄B、附錄C的要求.不符合時應修補或更換。被校對象應置于實驗室環境條件中至少4h。2)將擺錘以6.7m/s+0.1m/s的碰撞速度(測量位置為擺錘的軸線處)沖擊穿鞋的足下部.沖擊過程中確保擺錘沒有橫向及垂直運動。3)假人足下部(穿鞋)沖擊兩次校準時間間隔為30min。7.6.5數據處理7.6.5.1足上部(不穿鞋)沖擊力矩傳感器通道按照IS()6487:2000CFC600濾波。7.6.5.2足下部(不穿鞋)沖擊加速度傳感器通道按照IS()6487:2000CFC1000濾波。7.6.5.3足下部(穿鞋)沖擊力傳感器通道按照ISC)6487:2000CFC600濾波。7.6.6結果表達7.6.6.1足上部(不穿鞋)沖擊腳踝力矩M;的峰值：沖擊過程中，小腿下部腳踝處力矩Mγ·的峰值。7.6.6.2足下部(不穿鞋)沖擊擺錘加速度am的峰值：沖擊過程中、擺錘加速度am的峰值。7.6.6.3足下部(穿鞋)沖擊腳踝力Fz的峰值：沖擊過程中，小腿下部腳踝處力Fz的峰值。8校準結果表達8.1校準結果表達應包括頭部、頸部、胸部、骨盆、膝部、足部的結果。8.2各部位校準結果應在校準證書或校準報告上反映。校準證書或校準報告至少應包b)實驗室名稱和地址；c)證書或報告的編號.每頁及總頁數的標識；d)校準單位校準專用章；c)送校單位的名稱和地址；{)被校設備的名稱、制造廠、型號規格、編號；g)進行校準的目期；h)對校準所依據的技術規范的標識，包括名稱及代號；i)本次校準所用的測量標準的名稱、出廠編號、準確度/等級、證書編號、溯源性j)校準環境條件的描述，包括：溫度、濕度等；對試校準用設備的技術指標A.2頸部擺錘校準設備(見圖A.2)。A.2.1擺臂由正方型結構鋼管制作，邊長76.2mm,壁厚4.8mm。擺錘由至少3.5m長的8根剛性鉸鏈懸吊連接，其與擺錘中心線的夾角不大于20°。A.4.1能夠將大腿自由升降的骨盆彎曲校準設備(見圖A.4)。A.4.2將假人固定在校準設備上的骨盆安裝支架(見圖A.5和圖A.6)。A.5.2膝部沖擊擺錘質量5.0kg±0.01kg,直徑76.2mm±0.25mm(見圖A.7)。A.5.3膝部位移擺錘質量12.0kg±0.14kg,直徑76.2mm±0.25mm(見圖A.8)。A.5.5膝部位移緩沖支架質量1.06kg±0.01kg,前端覆A.6.1擺臂質量258g±5g,擺臂長度1250mm±1mm,擺錘質量1250g±20g。擺錘圖A.6骨盆安裝支架圖A.7膝部沖擊擺錘圖A.8膝部位移擺錘圖B.1正碰撞假人尺寸示意圖表B.1正碰撞假人尺寸表整體坐姿高度肩關節離坐平面高度137.2士2.5肩關節到背平面距離大腿厚度表B.1(續)R寸/mm頭骨后側到背平面距離肩部到肘部距離肘部下側到坐平面高度小腿后側到背平面距離足部寬度足部長度肩部寬度瞥部寬度胸圍腰圍228.6士2.5附錄C正碰撞假人部件質量表C.1部件名稱頭部下軀干大腿(1個)5.99士0.09小腿和腳(1個)上臂(1個)小臂和手(1個)總計正碰撞假人頭部加速度校準測量結果的不確定度評定汽車正面碰撞試驗用人形試驗裝置的校準項目包括頭部跌部沖擊、骨盆彎曲、膝部沖擊和滑動、足部沖擊等，校準時其輸入輸出參數不盡相同。用于提供沖擊輸入能量的頭部跌落試驗裝置(見附錄A.1)、測量加速度量值的傳感器(配套信號適調儀),以及數據處理(算法)組成。跌落試驗裝置輸入沖擊能量，被試件(頭部)按照一定方式安裝、跌落并吸收一定的能量后，其輸出的加速度響應由測量傳感器(配套信號適調儀)轉換為電信號并經數據采集變為電壓序列，經過一定的算法，最終得到輸出的加速度峰值(見7.1)。(1)頭部跌落試驗裝置(2)測量傳感器(配套信號適調儀)(3)數據采集(4)算法D.4.1頭部跌落試驗裝置的高度引入的相對不確定度頭部所獲得的能量直接來源于跌落高度，試驗裝置所標稱的高度為376mm±1mm,高度和速度之間的關系為v=√2gh,微分求導得到速度最大時的高度變化引起速度變化表達式為,代入數值后為1/376/2≈0.13%,考慮沖擊持續時間不變，則引入加速度峰值的相對標準不確定度為0.13%。610mm,當水平度為0.5°,表面平面度為0.054mm時，若假定二者引起的跌落高度變化為5.3mm,標稱高度為376mm,引起速度變化為5.3/376/2≈0.7%,考慮沖擊持續時間不變，則引入加速度峰值的相對標準不確定度為0.7%。鋼板作為跌落沖擊的接受面，其質量影響沖擊能量的分配。標稱尺寸允差控制在0.001%,其在跌落沖擊過程中吸收的能量變化為0.00