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1、第十一章 汽车被动安全性试验,11.1 概述 11.2 碰撞试验假人 11.3 实车碰撞试验 11.4 碰撞试验测量系统 11.5 碰撞试验仿真技术,11.1 概述,1、汽车被动安全性定义 是指汽车在事故中避免或减缓对人员造成伤害的性能。 2、提高汽车碰撞 安全性的目的： 是在汽车发生碰撞时确保乘员生存空间、缓和冲击、防止发 生火灾等。达到：“车毁人不亡，车伤人不伤”的目的。 3、汽车碰撞安全性试验分类： 实车碰撞试验、滑车模拟碰撞试验、台架试验。 4、汽车碰撞事故分类： 正面碰撞、侧面碰撞、追尾碰撞和翻车等。 5、汽车被动安全研究领域： 生物力学、交通事故统计分析、 交通事故再现分析、碰撞试
2、验仿真技术(有限元计算),11.2 碰撞试验假人,碰撞试验假人是用于评价碰撞安全性的标准模型。 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、变形等生物力学参数。 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、小身材女性假人和大身材男性假人。 假人的发展历程：1972年，美国通用汽车公司Hybrid II假人主要评价安全带系统牢固性，1973年，具有更高的生物保真性假人HybridIII，正面碰撞假人。 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。,11.3 实车碰撞试验,实车碰撞试验是综合
3、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。 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。,实车碰撞试验的分类： 按碰撞类型可分为： 固定壁碰撞的正面碰撞试验 移动壁与汽车侧面、追尾碰撞试验 车辆动态翻滚试验 车与车之间的碰撞试验 11.3. 1、试验设备 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
4、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。,1、固定壁障：主要用于汽车正面碰撞试验。,2、移动壁障：主要用于侧面或追尾碰撞试验。,3、车辆动态翻滚试验装置：模拟汽车翻车。 参见图11-3-3 4、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11-3-4 5、牵引系统：将试验车或移动壁障加速到碰撞试验的初速度。参见图11-3-5 6、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。,11.3. 2、实车正面碰撞试验 美国、日本、欧州正面碰撞法规试验概况见表11-3-1。 1
5、、美国的正面碰撞试验法规FMVSS208 2、欧州的正面碰撞试验ECE R94.00 3、日本的正面碰撞试验法规 TRIAS 11-4-30 4、中国的实车碰撞试验 1989年参照FMVSS 208制订了GB/T11551-89汽车乘员碰撞保护标准，1999年参照ECE R94.00制订了机动车设计法规CMVDR294-1999关于正面碰撞乘员保护的设计规则 5、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形式、防护评价指标改变。,11.3. 3、实车侧面碰撞试验 1990年美国侧面碰撞法规，1995年欧州侧撞法规出台。参见表11-3-2，日本侧撞法规采用欧州法规。我国目前
6、还没有出台侧撞法规。 11.3. 4、实车侧面碰撞试验 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。,11.4 碰撞试验测量系统,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。 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。,11.4. 1、电测量系统 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。 1、碰撞过程中车体加速度响应信号： 通过在车体局部刚度较大的部位安装加
7、速度传感器获得。 2、固定壁碰撞力 通过安装在固定壁 上的测力单元获得。 3、假人动力学响应测量 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。,11.4. 2、光学测量系统 利用高速摄影机拍摄碰撞瞬间的车体、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,在汽车被动安全性研究中，国外20世纪60年代中期就开始了计算机碰撞仿真技术研究工作。至20世纪80年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。 汽车碰撞试验模拟模型： 1、模拟汽车事故模型(交通事故再现) 2、模拟碰撞中结构大变形的模型 3、模拟人体整体动力学响应的模型 4、模拟人体局部结构的生物力学模型,