正面碰撞安全性设计基础

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汽车前撞时人体受力分析与运动的数学模型

汽车正面碰撞时人体受力分析与运动的数学模型1.汽车在正面碰撞过程中加速度—时间关系简化模型。

在汽车发生正面碰撞时，在发生碰撞的很短的时间内，汽车会产生一很大的加速度，这个加速度方向与汽车运动方向相反；于此同时，车内乘员由于惯性力的存在，相应的产生一加速度，方向与汽车运动方向相同。

在此说明，下面图中的加速度值均为正值，即加速度的大小。

汽车在碰撞过程中，碰撞能量的吸收主要依赖于车身的结构变形。

目前结构设计中主要采取薄壁梁的变形来对动能进行吸收。

由于薄壁梁结构的固有变形形式，所产生的载荷也有其一定的规律。

图1为典型薄壁梁轴向压缩过程载荷—位移曲线。

薄壁梁变形过程的载荷规律，会以加速度的形式在汽车整车碰撞过程中得到体现。

图2是《轿车白车身撞压变形特性对乘员伤害指标影响的仿真分析[M]》一文中提供的某车型白车身在碰撞过程中的加速度曲线；图3是《基于微型车吸能结构改进的约束系统最优化分析[J]》一文中提供的某微车碰撞过程的车身加速度曲线。

图1 典型薄壁梁轴向压缩过程载荷一位移曲线图2某车型白车身在碰撞过程中加速度一时间曲线图3某微车碰撞过程车身加速度曲线由图2、图3可以看出：1.车身在碰撞过程中产生的加速度，主要分为两个主要阶段：在碰撞初期，车身加速度有一很大的峰值出现，随后车身及吸能部件发生顺序压溃变形，进入相对稳定的吸能阶段。

2.加速度峰值通常高出稳态阶段2~4倍左右。

下面我们根据这种现象，建立汽车在正面碰撞过程中加速度—时间关系的简化模型。

理论上我们可以分析出，由于碰撞是汽车的动能被变形能所吸收，所以：）（末车202-21)(υυ⎰=∆M xdt t F (1)式中:x ……………碰撞过程中车身的变形距离。

车M ……………整车质量。

)(t F ……………碰撞过程中车身受到障碍壁的作用力末υ、0υ…………车身的末速度与初速度。

同时，车身在碰撞过程中产生的加速度为：车M t F t A )()(= (2)此处A 和F 都是随碰撞发生时间的变化而不断变化的。

正面碰撞法规介绍

Hybrid Ⅱ和Ⅲ第50百分位男性假人的主要参数
类型
Ⅲ
Ⅱ
类型
Ⅲ
Ⅱ
名称
尺寸（cm）
名称
质量（kg）
头园周长
59.7
57.2
头
4.54
5.08
头宽
15.5
15.5
颈
1.54
头长
20.3
19.6
上躯干
17.19
18.82
直立坐高
88.4
90.7
下躯干
23.04
16.28
试验前检查和确认项目蓄电池：检查车辆蓄电池是否连接、是否达到额定电压以及安装是否牢固。车辆蓄电池可以被替换。点火开关：点火开关应处于“ON”的位置。气囊指示灯：应处于正常打开状态，仪表板上的安全气囊状态指示灯显示正常。假人涂色：对假人头部、鼻子、下颚、膝部、小腿等部位进行涂色，所有部位涂到的面积要足够大，以能够看到假人与车身位置接触为宜。车载记录仪：试验前应保证车载记录仪的电池电量处于正常工作状态，测量触发开关处于正常工作状态。车门及门锁状态：试验前应保证所有车门处于完全关闭状态，门锁没有锁止。
4、车辆变形量的测量在试验过程中选取车辆后端结构作为测量参考点，车辆变形的测量都以此参考点为0 点。测量部位： A、离合器踏板、制动踏板、加速踏板和驻车制动踏板中心：调节到中间位置 B、转向管柱中心点：置于中间位置。将点火开关关闭，切断蓄电池电源，拆除安全气囊，测量转向管柱末端中心点 C、在乘员侧B 柱做标记点并测量和记录： Ⅰ 在门槛向上100mm 处； Ⅱ 在两侧窗框下沿最低点往下的100mm 处。所有的点应该尽可能靠近车门上的橡胶密封条。 D、在驾驶员侧A 柱和B 柱做标记点并测量和记录： Ⅰ 在门槛向上100mm 处； Ⅱ 在两侧窗框下沿最低点往下的100mm 处。所有的点应该尽可能靠近车门上的橡胶密封条。

正面碰撞法规介绍

a. 随着汽车技术的不断发展，汽车安全性问题越来越受到人们的重视。
b. 早在二十世纪六十年代，美国就建立了影响至今的联邦机动车安全标准FMVSS, 随后汽车安全领域的法规不断的进行完善，在欧洲也相继推
出了欧洲经济委员会ECE，欧洲经济共同体EEC安全法规。日本也推出
了日本道路运输车辆保安标准TRIAS 。 c. 它可以分为主动安全法规和被动安全法规，同时，还包括碰撞试验后
（质量9.7kg，站立高747mm，坐高488mm， 6个载荷传感器，置于枕骨、第7颈椎骨、肩和
二、试验流程
一、车辆准备：
1、车辆运达时车辆状况的检查和确认
试验车辆到达试验室后，先测量运达时的车辆质量和前后轴的轴荷，并予以记录。检查和确认车辆外观、配置和车辆的基本参数
2、车辆整备质量的测量
a. 排空燃油箱中的燃油，运转发动机并到发动机自然熄火为止。 b. 向燃油箱中注入水，水的质量为燃油箱额定容量时的燃油质量90％（汽油密度
事故被动安全技术
减轻碰撞伤害
为碰撞做好准备
正常状态
危险出现
可能碰撞
无法避免
碰撞被动安全
主动安全
主动安全性：指在交通事故发生之前采取安全性措施，尽可能的避免交通事故的发生。被动安全性：指在事故发生的时候，利用对车辆结构的设计以及被动安全性装置，尽可能的减少驾驶员和车上乘员以及车外行人受到伤害的程度。
目录
序言
一、正面碰撞法规的发展二、正面碰撞所包含的类型三、正面碰撞试验流程（40%偏置）四、各国正面碰撞测试标准比较
五、C-NCAP正面碰撞试验流程
六、针对正面碰撞法规的研发思路
这次主要讲解这两条
序言
现代汽车技术发展的主要方向为安全、环保和节能。

汽车安全正面碰撞法规介绍

碰撞能量吸收
汽车应具备有效的碰撞能量吸收能力，通过溃缩、变形等方式吸收碰撞能量，以减少对乘客的冲击。
碰撞试验及评定标准
碰撞速度
碰撞试验通常在特定的碰撞速度下进行，如56 km/h或64 km/h ，以模拟实际行驶中的碰撞情况
。
碰撞角度
碰撞试验的角度可以是正面对撞、侧面碰撞或斜向碰撞，以评估汽车在不同碰撞情况下的安全性
提高汽车安全性
法规的实施有助于提高汽车的安全性能，增加乘员的安全保障。
推动汽车产业技术进步
法规的制定与实施也推动了汽车产业技术的进步与发展，促进了国际间的技术交流与合作。
02
法规主要内容解析
汽车安全标准
车辆稳定性
汽车在发生碰撞时应保持稳定，避免因车身翻滚或失控对乘
客造成伤害。
乘客保护
汽车应配备安全带、气囊等乘客保护装置，以减少碰撞对乘客造成的伤害。
VS
未来研究方向
随着科技的发展和社会的进步，汽车安全正面碰撞法规的研究将不断深入，未来将更加注重新材料、新工艺等的应用研究，以及复杂工况下的碰撞法规制定等。同时，随着智能网联技术的发展，未来的汽车安全正面碰撞法规将更加注重智能化、自动化技术的应用研究。
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汽车安全正面碰撞法规介绍
2023-11-09
目录
• 法规背景及目的 • 法规主要内容解析 • 法规实施现状及问题分析 • 法规对汽车产业的影响分析 • 法规实施建议及展望 • 结论
01
法规背景及目的
法规背景
汽车保有量逐年增长
随着经济的发展和人民生活水平的提高，我国汽车保有量逐年攀升，交通事故频发，因此制定汽车安全正面碰撞法规势在必行。

中国安全碰撞法规在正碰侧碰后碰与欧盟的的区别

中国安全碰撞法规在正碰侧碰后碰与欧盟的的区别彭超杰车辆工程152班南昌大学近几十年来，为了改善交通安全，减少交通事故损失和降低乘员伤害，我国正在逐步开展并完善对汽车碰撞安全问题的研究，在大学=以及一些相关机构研究的基础上，依托国外有关法律法规，国内的相关法规陆续建立起来，我国目前颁布的汽车安全国家强制标准是参照欧洲ECE法规体系进行设计的，部分参照联邦机动车安全标准，在实验内容和评价标准方式基本都相同。

而《乘用车正面碰撞的乘员保护》、《汽车侧面碰撞的乘员保护》和《乘用车后碰撞燃油系统安全要求》的颁布，从此国内拥有了包含正面碰撞、侧面碰撞及后部碰撞的相对全面碰撞法规体系。

虽然我国是基于欧洲安全碰撞法规而设计，但是由于国内实际道路和车辆使用的特点还是略有不同。

以下我将通过三个碰撞方面来说明各自的不同。

正面安全碰撞中，我国与欧盟是存在最多的差异的。

分别如下：1.我国对于正面碰撞的法规要求是速度50km/h 2的100%正面碰撞，而欧洲标准为速度为56km/h下的40%偏置正面碰撞。

撞击的速度和撞击面都不同。

且两个安全法规碰撞的方式不同，我国碰撞实验是完全的刚性壁面碰撞，欧盟是各种材料堆层碰撞，由下而上各部分的碰撞壁面的硬度不同，更好的模拟实际过程中汽车与汽车的碰撞，而我国实验中碰撞模拟反而更像汽车与壁面的碰撞。

此外正面碰撞还包括环柱碰撞和斜面碰撞，这些在我国的正面安全法规都是没有提及的。

2.适用范围有所不同，欧盟法规里规定的只是M1（四轮以上的载客汽车）类汽车，而我国规定的还包括N1的载货汽车，以及多用途货车，适用范围要比欧盟法规的广。

不过相比而言，欧盟的正面安全碰撞法规可能更严谨一点；3.对于碰撞过程中，我国法规要求是大腿压缩力指数不能超过图四要求，然而在欧盟法规里面是规定小腿压力指标不超过8KN，且欧盟法规里还规定膝关节滑移不超过15mm，应该来说，更加科学和严谨；4.我国法规对于儿童乘坐安全，并没有什么说明，而在欧盟法规中，非常详细的描述对于儿童安全座椅的安置方式以及相关注意图标不可缺失；5.欧盟安全法规在正面碰撞中对于车辆合格认证的要求更高，我国车辆在对于车辆正面安全碰撞仅仅要求由国家出示的安全保障书即可，欧盟法规中不仅要对车辆进行定期的抽检，一旦发现相关的安全隐患，必须出示相关的证明，以及每部车的合格标准，严格程度更高；我国根据GB20071-2006《汽车侧面碰撞的乘员保护》，侧面安全碰撞的区别：基本相同，除了侧面安全认证，欧盟安全法规要比我国更全面一点，有考虑到非对称的车型应该额外做侧面安全碰撞，这有可能是两国的购车消费心理不同。

正面碰撞试验中假人肩带力、胸部加速度与胸部位移间关系的研究

正面碰撞试验中假人肩带力、胸部加速度与胸部位移间关系的研究背景汽车事故经常发生，很多人在汽车碰撞事故中丧生或受伤。

为了降低事故造成的人员伤害，汽车安全技术正在不断发展，其中之一就是模拟真实碰撞来测试车辆及其乘员的安全性。

目前，正面碰撞试验是评估汽车安全性最常用和最重要的试验之一。

在进行正面碰撞试验的过程中，如何评估假人的受伤情况是非常重要的一步。

假人的受伤情况，可以通过肩带力、胸部加速度与胸部位移等因素来评估。

肩带力给我们提供了评估假人肩部受伤的信息；胸部加速度可以反映假人胸部受到的压力；而胸部位移则是评估假人内脏损伤的重要指标。

因此，本文旨在研究正面碰撞试验中假人肩带力、胸部加速度与胸部位移的关系，为汽车安全设计和事故防范提供参考。

方法本研究使用了一个具有肩带和非肩带座椅的假人，控制其与汽车高速发生的任意类型车辆碰撞。

使用高速摄像机记录假人的运动，并记录肩带力、胸部加速度和胸部位移等指标。

对数据进行分析，评估这些指标之间的关系。

结果研究结果表明，假人肩带力、胸部加速度与胸部位移之间存在一定的相关性。

胸部位移与肩带力和胸部加速度之间存在负相关性。

一旦车辆撞击后，假人前移，胸部加速度和肩带力也得到缓解，这可能会导致胸部位移减少。

然而，这种现象并不总是发生，因为车辆和安全带的参数不同，因此具体情况需要进行详细研究。

讨论本研究的结果与一些前期研究一致，即假人的肩带力、胸部加速度与胸部位移之间存在关联。

这些结果可以帮助汽车制造商改进汽车安全设计，从而为驾驶员和乘员提供更好的保护。

例如，可能需要加强汽车的安全带，以抵御更高的肩带力和胸部加速度，或采用更有效的乘员保护技术，以减少碰撞时的胸部位移。

然而，该研究也存在一些局限性。

首先，只涉及到了一个具体的假人和汽车型号，因此需要进一步扩大研究范围，包括不同类型的汽车和不同规格的假人。

其次，该研究仅考虑了胸部受伤的因素，还需要进一步研究假人其他部位的受伤情况，以全面评估汽车的安全性。

正面碰撞法规介绍

正面碰撞法规介绍正面碰撞是交通事故中常见的一种事故类型，即两辆或多辆车辆在道路上面临对向碰撞而发生的事故。

正面碰撞是交通事故中最为严重的一种，不仅易造成人员伤亡，还可能引发大规模的财产损失。

为了减少正面碰撞事故的发生率和减轻其影响，各国都制定了一系列的法规和规定。

正面碰撞的法规主要包括以下几个方面：一、驾驶员安全法规。

驾驶员在驾驶过程中必须遵守相关的交通法规，如不超速、遵守交通信号、遵守车道规定等。

此外，驾驶员还应该保持良好的驾驶习惯，如专心驾驶、不疲劳驾驶、不酒驾等。

这些法规的制定和执行，旨在提高驾驶员的安全意识和驾驶技能，减少因违规驾驶引发的事故，包括正面碰撞事故。

二、车辆安全法规。

车辆安全法规主要包括车辆技术规范和车辆制造标准等。

对于新车来说，车辆制造商必须遵守相关的法规和标准，确保车辆的质量和安全性能符合规定。

对于二手车来说，车辆必须经过严格的安全检测并取得合格证明，才能上路行驶。

车辆安全法规的制定和执行，旨在减少因车辆故障或不合格车辆引发的交通事故，包括正面碰撞事故。

三、道路安全法规。

道路安全法规是保障道路交通安全的基础，其中包括道路建设、道路维护、交通标志、交通信号等方面的规定。

在正面碰撞方面，道路的设计和建设要考虑到车流量和车速，并采取适当的措施，如设置隔离带、减速带等，来减少正面碰撞事故的发生。

此外，道路的维护也很重要，对于损坏的路面、路基、交通信号等都需要及时进行修复和维护。

道路安全法规的制定和执行，旨在提高道路的安全性和通行能力，减少因道路问题引发的事故。

四、交通管理法规。

交通管理法规主要包括交通管理部门的职责和权力、交通违法行为的处罚和处理等方面的规定。

对于正面碰撞事故的管理，交通管理部门需要采取措施提高执法效能，如增加巡逻和摄像头监控等，以便及时发现和处理违法行为。

此外，在事故发生后，交通管理部门还需要及时组织清理现场、保障交通畅通。

交通管理法规的制定和执行，旨在提高交通管理部门的工作效率和公正性，减少因交通违法行为引发的事故，包括正面碰撞事故。

等效双阶梯形波法在正碰性能优化设计中的应用

等效双阶梯形波法在正碰性能优化设计中的应用
王斌，包伟
（东风汽车公司技术中心，武汉４３００５８）
摘要：车辆正面碰撞加速度波形可以简化为等效双阶梯形波，利用这一方法分析波形特征，指导车身结构正碰性能优化设计，具有重要的工程应用价值。本文以某车型车身结构优化设计为例，将碰撞加速度作为设计目标，应用等效双阶梯形波法将波形参数化，通过对
ｔｒａｐｅｚｏｉｄａｌｗａｖｅｉｓｒｅｇａｒｄｅｄａｓｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｂｊｅｃｔ．Ｗａｖｅｆｏｒｍｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｒｅａｎａｌｙｚｅｄｉｎｏｒｄｅｒ
《汽车后保险杠低速碰撞仿真分
析》、《汽车偏置碰撞安全性结构改进》。
分析前，将其波形参数化，转化为能够反映碰撞
过程重要特征的基本形式，这种方法对结构设计具有重要的指导意义。
４９
汽车科技／ＡＵＴＯＳＣｌ＿ＴＥＣＨ２０１３年第６期
ＡｎａｌｙｓｉｓＭｅｔｈｏｄｉｎｔｈｅＳｔｒｕｃｔｕｒｅ０ｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎＤｅｓｉｇｎｉＩｎＦｒｏｎｔａｌｌＣｒａｓｈ
ＷＡＮＧＢｉｎ，ＢＡＯＷｅｉ
等效双阶梯形波是根据波形的一些特征参数
碰撞过程，参数表征更详细。图１列举了３种典型简化形式：前高后低下降型、水平稳定型和前低后高上升型。研究表明，曲线１对乘员的保护效果最

c_ncap碰撞标准

根据我的了解，C-NCAP是中国新车评价标准（China New Car Assessment Program）的简称，是中国政府推出的一项汽车碰撞安全评价制度。

C-NCAP的碰撞标准主要包括正面碰撞、侧面碰撞和侧翻等多种测试项目，用于评估汽车在不同碰撞情况下的安全性能。

具体来说，C-NCAP的碰撞标准通常包括以下内容：
1. 正面碰撞测试：评估汽车在正面碰撞时的安全性能，通常包括以不同速度撞击固定障碍物或车辆的测试。

2. 侧面碰撞测试：评估汽车在侧面碰撞时的安全性能，通常包括以不同速度撞击侧面固定障碍物或车辆的测试。

3. 侧翻测试：评估汽车在侧翻情况下的稳定性和安全性能。

4. 其他测试项目：还可能包括对座椅、头枕、安全气囊等安全装置的测试。

C-NCAP的碰撞标准会根据不同的车型和车辆类型进行评估，并根据测试结果对汽车进行安全等级评定。

这些测试项目的设计旨在帮助消费者了解汽车在碰撞情况下的安全性能，促进汽车制造商提高车辆的安全性能，从而提升整个汽车行业的安全水平。

汽车碰撞安全性能测试研究

汽车碰撞安全性能测试研究第一章介绍汽车碰撞安全性能测试研究是现代汽车工程领域中非常重要的一个方向。

由于车辆在日常行驶中可能会发生碰撞事故，保障车辆中乘员的生命安全就显得至关重要。

因此，对汽车碰撞安全性能进行全面的测试研究，可以为汽车制造商和相关机构提供重要的科学指导，从而提升汽车的安全性能。

第二章碰撞安全性能测试方法2.1 正面碰撞测试在正面碰撞测试中，车辆以一定的速度撞向障碍物，以模拟真实事故中的正面碰撞情况。

测试时会测量车辆的变形程度、乘员的保护性能等指标。

2.2 侧面碰撞测试侧面碰撞是一种常见的碰撞事故类型，侧面撞击对乘员的伤害风险较大。

侧面碰撞测试通常通过用推车模拟另一辆车的一侧撞击来进行。

测量指标包括车辆的刚度、乘员受力情况等。

2.3 倾斜碰撞测试倾斜碰撞测试主要是为了模拟车辆在山地等较复杂路况下的碰撞情况。

测试时会以一定的角度将车辆倾斜并撞击障碍物，测量车辆的滚动能力、倾斜角度等指标。

第三章碰撞安全性能测试技术3.1 同型碰撞测试同型碰撞测试指的是将相同型号的车辆进行碰撞测试。

通过同型碰撞测试可以研究不同生产批次或车型之间的碰撞安全性能差异。

3.2 异型碰撞测试异型碰撞测试是将不同类型的车辆进行碰撞测试，例如轿车与SUV之间的碰撞。

通过异型碰撞测试可以研究不同车型之间的碰撞安全性能差异。

3.3 数值模拟技术数值模拟技术可以通过计算机模拟汽车碰撞过程，预测碰撞事故中车辆和乘员的受力情况。

数值模拟技术减少了实验成本和时间，对于汽车碰撞安全性能的研究具有重要意义。

第四章碰撞安全性能测试标准4.1 ECE R94欧洲经济委员会发布的ECE R94标准是欧洲地区汽车碰撞测试的基础标准。

该标准规定了测试方法和指标，并对车辆的结构和乘员保护进行要求。

4.2 FMVSS 201美国联邦机动车安全标准FMVSS 201是美国地区汽车碰撞测试的基准标准。

该标准规定了强制性的正面碰撞测试和侧面碰撞测试，并制定了详细的测试程序和指标。

汽车正面碰撞纵梁结构优化设计

汽车正面碰撞纵梁结构优化设计随着汽车行业的发展，汽车安全性已经成为消费者购车的重要考虑因素之一。

在汽车发生事故时，前面碰撞处的结构是最先承受冲击的部分，因此，纵梁是汽车前面结构中至关重要的部分。

本文将介绍一种汽车正面碰撞纵梁结构的优化设计方法。

首先，需要确定所要优化的纵梁的材料和尺寸。

纵梁的材料通常是高强度钢或铝合金，其尺寸也需要根据车型和车身结构进行优化设计。

接下来，对纵梁进行有限元分析，确定纵梁在正面碰撞时的受力分布情况。

分析应涵盖全车速度范围内的不同碰撞情况，以确保纵梁具有良好的抗碰撞能力。

然后，在分析的基础上，进行纵梁结构优化。

这里可以考虑采用形状优化和拓扑优化等方法。

形状优化可以通过改变纵梁的截面形状、弯曲角度等来实现。

拓扑优化则可以通过添加局部加强筋等方式来提升纵梁的强度。

最后，对优化后的纵梁进行有限元分析和实际试验。

通过多种载荷条件下的有限元分析，验证纵梁在不同情况下的强度和稳定性是否得到了有效提升。

同时，进行实际试验以验证有限元分析的真实性，以确保优化后的纵梁具有较高的安全性。

总之，汽车正面碰撞纵梁结构的优化设计是一个充满挑战的过程，需要对材料、尺寸、受力分布等多个方面进行充分考虑。

只有在充分优化的情况下，纵梁才能够发挥最大的保护作用，确保驾驶者和车内人员的安全。

除了上述提到的纵梁结构优化，还有其他一些方法可以提高汽车的碰撞安全性。

例如：1. 前方变形区设计：在纵梁前设置一定的变形区，使汽车在发生碰撞时能够将冲击力分散到更广的范围内，减轻车厢内的受力。

2. 缓冲材料加固：在汽车机头和前保险杠内加入缓冲材料，能够在碰撞时吸收冲击能量，并减少车内受力。

3. 安全气囊设计：在汽车碰撞时，安全气囊能够迅速展开并形成一定的缓冲作用，减轻乘客受到的伤害。

4. 抗拉杆设计：在汽车碰撞时，抗拉杆能够将车体内的受力分散到更广的范围内，保护乘客的安全。

除此之外，还可以针对不同类型的汽车，采用不同的安全设计方法。

有效加速度在车辆刚性正面碰撞性能开发中的应用研究_终稿

有效加速度在车辆刚性正面碰撞性能开发中的应用研究黄迎秋，刘伟，黄荣军北京汽车股份有限公司汽车工程研究院，北京，100021，huangyingqiu@摘要：本文引入“有效加速度”作为车辆正面碰撞结构耐撞性能的一个评价指标。

并对多款不同星级车型应用有效加速度作为指标进行评价，以验证“有效加速度”作为车辆正面结构耐撞性能评价指标的可靠性。

关键词：正面碰撞；有效加速度；碰撞波型评价指标Application of Effective Acceleration in Frontal Impact Performance EvaluationHuang Yingqiu , LiuWei , HuangrongjunAutomotive Engineering Research Institute, Beijing Automotive Group Co., Ltd., Beijing, 100021,Huangyingqiu@Abstract: This paper introduces an "Effective Acceleration" concept to evaluate the frontal impact performance. A variety of vehicles from US-NCAP test database with different star ratings are studied, and the validity and the usefulness of the Effective Acceleration as a severity index of the impact pulse are verified.Keywords: Frontal Impact; Effective Acceleration; Pulse Evaluation Criteria1 引言在US-NCAP车辆刚性壁障正面碰撞试验中，一般考察人的头部伤害指数、胸部加速度。

车辆正面碰撞中的耐撞性能仿真分析

车辆正面碰撞中的耐撞性能仿真分析刘翔;刘俊杰;罗方赞【摘要】为了评价汽车在正面碰撞事故中耐撞性能,应用HyperWorks仿真软件建立了车辆正面100％碰撞有限元模型.后处理利用HyperView对B柱下端加速度、A柱上部最大折弯角、前围板侵入量以及前门铰链变形量4项重要评价指标进行仿真分析,以此评估正面碰撞中车体的耐撞性能.结果表明:B柱下端最大加速度小于3ms合成加速度72g的要求,A柱上部最大折弯角对乘员伤害程度在允许范围内,前围板变形云图小范围超出目标值,前门铰链变形量不影响碰撞后车门的正常开启,车体耐撞性能良好.类比2017年C-NCAP实车正面碰撞结果,表明仿真试验具有较高的可信性,为车体耐撞性优化设计提供依据.【期刊名称】《汽车实用技术》【年(卷),期】2019(000)009【总页数】4页(P149-152)【关键词】正面100％碰撞;有限元;耐撞性能;仿真分析【作者】刘翔;刘俊杰;罗方赞【作者单位】衢州职业技术学院,浙江衢州 324000;衢州职业技术学院,浙江衢州324000;衢州职业技术学院,浙江衢州 324000【正文语种】中文【中图分类】TP399;U661.93汽车已成当今社会人们出行的主流交通工具，但随着汽车保有量的日益增加，道路通行效率呈现下滑趋势，导致道路交通碰撞事故的频发。

因此提高汽车耐撞性能，最大限度地降低乘员在碰撞事故中的伤害程度，已成为汽车制造企业主要的研方向。

正面碰撞试验是检验一辆汽车耐撞性能非常正要的指标。

在中国新车安全评价体系C-NCAP中正面100%刚性壁碰撞试验占18分，占比约30%，凸显了正面100%碰撞的重要性。

传统实车碰撞试验破坏性大、成本高、重复性差，对于前期汽车耐撞性设计阶段的反馈效率低且周期长[1]。

但计算机仿真技术的应用很好地克服了这些缺陷，其采用显示非线性有限元法能够准确地分析在碰撞中汽车结构和材料的非线性问题，且随着建模精度的不断提高，碰撞仿真结果的准确度也在提供。

整车C-NCAP碰撞安全介绍

2018 版星级综合得分率及各部位的最低得分率
2018版星级综合得分率
星级 5+ 5
4
3
2 1
标准 ≥90%
≥82%且＜ 90%
≥72%且＜ 80%
≥60%且＜ 72%
≥45%且＜ 60%
＜45%
乘员保护标准 95.00% 85.00%
75.00%
65.00%
55.00% ＜55%
行人保护标准 75.00% 70.00%
1.1 2.7-3.3 2.3-2.9
1.1
42-57N.m
22-50mm 0.5-1.0m/s
转向管柱向后位移量（mm）
9.07 7.56
正面气囊座椅系统安全带系统
3.8
6mm 15mm 0.4-1.3 2-8KN
≥72 ≤88 0ms 25-35ms 45ms 0ms 35ms 60ms
≤90 ≥110
汽车安全元素定义
正常驾驶阶段
危险阶段
碰撞无法避免阶段
碰撞阶段
碰撞后阶段
主动安全
被动安全
事故后被动安全
ABS/ESC/ICC Lighting/Vision Enhancement Drowsy Driver Monitor Lane Change/Merge Collision Avoidance Road Deprture Collision Avoidance Intelligent Transportation System
座椅系统
二排儿童假人约束
两侧车门
约束系统自动落锁功能
燃油供给系统
液体
ISOFIX装置儿童头部碰撞碰撞中开启
每排座位不使用工具不能打开

基于薄壁直梁结构最优化设计的整车正碰安全结构开发

10.16638/ki.1671-7988.2019.13.047
基于薄壁直梁结构最优化设计的整车正碰安全结构开发
焦燕青
（麦格纳卫蓝新能源汽车技术有限公司，上海 201807）
摘要：整车开发项目中，前期车辆碰撞安全策略的开发至关重要，因为其奠定了后续整车结构性能开发的关键内容。文章正是基于这一出发点，结合工作实践总结出一种项目前期车辆正碰结构安全策略开发的研究方法。主要是通过对正碰路径主要结构性能的分析和简易量化计算，快速设计和确定平台车身碰撞关重件相关的空间布置、碰撞过程能量吸收、纵梁截面形状和尺寸等内容，为后续车型碰撞安全的开发打下坚实的平台基础，并保证项目进度能够得到有效执行。关键词：碰撞安全；正碰；安全策略；量化计算中图分类号：U462.2 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2019)13-140-05
140
焦燕青：基于薄壁直梁结构最优化设计的整车正碰安全结构开发
等过程，多则三、四个月，少则两、三个月，也远远不能适过度的纵梁后延伸梁、门槛边框为代表，如图 3。车身后吸
应当前市场推陈出新竞争加剧的需要。在整车开发实践中，能区的设计，重在减小后吸能区部件的变形，防止 A 柱变形
由于缺乏系统的整车碰撞安全前期设计方法，概念阶段车辆过大，防止纵梁根部上翘失稳变形状态。所以后吸能区的设
Development of vehicle front collision based on optimization of thin-walled beam structure
Jiao Yanqing ( Magna Blue Sky New Energy Vehicle Technical Limited Company, Shanghai 201807 )

整车碰撞安全技术手册

整车碰撞安全技术手册1. 引言整车碰撞安全技术是在汽车工程领域中至关重要的一部分。

随着车辆数量的增加和道路交通事故的发生，保障驾驶员、乘客和行人的生命安全变得尤为重要。

本手册旨在提供关于整车碰撞安全技术的详细信息，包括车辆设计和制造、碰撞测试和评估、安全气囊系统、保险杠设计等方面的知识。

2. 车辆设计和制造车辆设计和制造是确保整车碰撞安全的基础。

为了提高车辆的安全性能，制造商应该采用先进的材料和工艺，确保车身结构具备足够的刚性和强度。

此外，安全带、安全座椅和车身防撞梁等装置也应得到充分考虑和优化设计，以提供更好的保护措施。

3. 碰撞测试和评估碰撞测试和评估是评估车辆碰撞安全性能的关键步骤。

国际上通用的测试方法包括正面碰撞测试、侧面碰撞测试和侧翻测试等。

通过在实验室环境中模拟真实道路事故情况，可以评估车辆在碰撞中的表现，并提供改进和优化车辆安全性能的指导。

4. 安全气囊系统安全气囊系统是车辆碰撞安全的重要部分，可以为驾驶员和乘客提供额外的保护。

安全气囊是一种能够在碰撞发生时迅速充气、缓冲冲击力的装置。

它通常与安全带和碰撞传感器配合使用，能够在碰撞发生时迅速展开，避免驾驶员和乘客对车辆内部结构的直接撞击。

5. 保险杠设计保险杠作为车辆前后部的重要装置，具有缓冲碰撞能量和保护车辆结构的功能。

在保险杠设计中，需要考虑到不同碰撞速度和角度下的能量吸收和分散，以避免碰撞能量对车身的过大影响。

同时，保险杠的设计也应考虑行人保护和减少碰撞对行人造成的伤害。

6. 碰撞事故后的处理措施在发生碰撞事故后，正确的处理措施可以有效减少人员伤害和财产损失。

驾驶员应及时报警并采取适当的安全措施，如危险警示标识、急救措施等。

此外，对车辆进行检查和修复是防止潜在安全隐患的重要步骤，确保车辆重新上路时具备良好的安全性能。

7. 结论整车碰撞安全技术是确保汽车行驶过程中驾驶员和乘客生命安全的重要措施。

通过优化车辆设计和制造、进行碰撞测试和评估、完善安全气囊系统和保险杠设计，可以提高车辆的碰撞安全性能。

浅谈汽车碰撞过程分析及安全设计要点

浅谈汽车碰撞过程分析及安全设计要点近年来我国市场经济体制不断完善，经济一直呈高速发展状态，汽车已经逐渐成为城市乡村道路上的主要交通工具之一，但是在对于环境保护问题重视程度日益提高的当下，汽车尾气的排放量和燃油的消耗量问题不仅受到汽车生产厂商的重视，也引起了社会各界的广泛关注。

想要降低汽车的燃油消耗和尾气排放，减小汽车自重是一项关键因素。

在国际汽车市场上减小汽车自重的主要方法是使用轻量化的材料，并且同时兼顾汽车的安全性和性能要求。

本文主要以汽车车身结构安全部件材料匹配优化设计展开研究和讨论，以期我国汽车制造业提供一定参考。

一、引言随着汽车在我国居民中的普及程度逐年上升，如何降低汽车的燃油消耗和尾气排放量已经成为社会各界和汽车厂商非常重视的问题。

其中减小汽车自重是实现汽车轻量化最直接有效的方式，具体手段最直接的就是采用轻量化材料。

所以，大多数汽车生产厂家都会选择高强度钢材这种在汽车轻量化和耐碰撞的安全性方面表现突出的材料，一方面满足了对于汽车环保性能的要求，另一方面也对车身结构的安全性提供了一定保障。

二、汽车碰撞过程分析(一) 建立汽车正面碰撞的仿真模型我们以福特金牛座这一美系经典家用轿车的整车模型作为整车碰撞的有限元模型，将另一重量和体积相似的中型家用轿车作为对象进行正面碰撞试验，经过碰撞试验后，将实验的结果及仿真结果中左右后座椅的平均加速度曲线进行比较，再结合碰撞之后汽车的变形情况综合考虑，本次的实验结果和仿真结果具有较高的一致性。

以此证明利用仿真模型进行计算也可以保证计算的精确性，以仿真方式代替真实实验，一方面可以节省实验成本，另一方面也可以保证实验计算的真实性，为实验研究提供方便。

(二) 汽车碰撞传力路径分析汽车传力路径主要针对正面碰撞中的流动应力进行分析，主要通过明确汽车碰撞时的应力变化和部件截面展开进行分析。

汽车传力路径具体表现在以下几点： (1) 车辆和刚性避障产生正面碰撞时，一旦车辆前保险杠发生弯曲，冲撞力会直接转移至前纵梁，然后将力量直接传输至A柱下端、门槛梁以及底盘纵梁等位置，最后整体向车辆后方传递。

轻型商用车整车碰撞安全开发

图 1 碰撞仿真分析流程图
整车几何模型
原始设计改进
ANSA 网格画分
hypermesh 有限元建模
网格改进
hypermesh 模型装配边界条件设置
LsDyna 求解
装配与边界条件改进
HyPerview HyPerGraph
结果评价
3.1.1 碰撞理论简介碰撞仿真采用显式积分法 [10]，其仿真求解时间决定于最小时间步。 3.1.2 整车模型搭建首先，零件网格划分，包括输入 CAD 导入、CAD 模型几何清理及网格的划分及质量检查。其次，零部件之间连接关系的建立，包括焊点连接、胶粘连接、铰链连接、螺栓连接等。最后，边界条件设置、模型控制卡片等。搭建完的整车模型如图 2 所示。
TRAFFIC AND SAFETY | 交通与安全
轻型商用车整车碰撞安全开发
杨蔚上汽通用五菱汽车股份有限公司广西柳州市 545007
摘要：随着我国经济的不断高速增长，商用车行业得到了飞速发展。其中，轻型商用车占到商用车市场的一半。轻型商用车的保有量的大幅增加，带来道路交通事故的频发。为应对国民经济对物流和出行的更高要求，如何提高轻型商用车碰撞安全性能成为重要的研究课题。本文主要研究《GB 11551-2014 汽车正面碰撞的乘员保护》关于 N1 类车型碰撞安全要求，重点阐述 N1 类商用车与 M1 类乘用车型安全性要求差异。然后以国内某款轻型商用车为例，阐述使用有限元方法进行建模和碰撞仿真，优化设计整车安全性能，以满足碰撞法规的要求。从整车碰撞试验的结果可以看出，该款轻型商用车的安全性能满足国标要求。
图 2 整车模型示意图
3.2 整车模型概况整车模型由 14 个主要总成系统构成，如图 3 所示，单元数 155 万，节点数 162 万。 3.3 碰撞工况介绍根据 GB11551-2014《汽车正面碰撞的乘员保护》，最大设计总质量不大于 2.5 吨的

车与车正面碰撞安全性仿真研究

车与车正面碰撞安全性仿真研究崔崇桢;曹立波;颜凌波;Cing-Dao Kan【摘要】以某中型乘用车有限元模型为基础，分别建立质量减轻25%、刚度增加25%和同时减轻质量和增加刚度的3种变型车模型，连同基础车，共有4辆目标车模型，分别与中型乘用车、SUV 和小型乘用车进行正面100%和50%重叠率的碰撞仿真，以研究乘用车质量减轻和刚度增加对其碰撞加速度和驾驶员损伤的影响。

结果表明，在车与车100%和50%重叠正面碰撞中，乘用车质量减轻和刚度增加使其自身碰撞加速度明显升高；质量减轻后的目标车驾驶员头部 HIC36、胸部最大加速度值和大腿力最大值增大；刚度增加后的目标车在100%重叠正面碰撞中驾驶员损伤加重，而在50%重叠正面碰撞中驾驶员头部和大腿损伤减轻。

%With a medium car as base vehicle, three variant FE models are obtained by reducing gross mass, increasing front-end stiffness and simultaneously reducing mass and increasing stiffness respectively, so there are altogether four target vehicle models including base one. Then both 100% and 50% overlap frontal crash simu-lations are conducted with four target vehicles against three partner vehicles (medium car, SUV and small car) re-spectively to study the effects of mass reduction and stiffness increase on crash acceleration and driver injuries. The results show that the mass reduction and stiffness increase of medium car increase its own impact acceleration signifi-cantly in both 100% and 50% overlap frontal crashes; For target vehicle with reduced mass its IC36, maximum chest acceleration and maximum femur force of driver increase; As for target vehicle with increased stiffness, driver’s injuries become severer in 100% overlapfrontal crash, while the head and femur injuries of driver are less severe in 50% overlap frontal crash.【期刊名称】《汽车工程》【年(卷),期】2015(000)006【总页数】7页(P661-666,673)【关键词】车与车碰撞;安全性;仿真;相容性;损伤风险【作者】崔崇桢;曹立波;颜凌波;Cing-Dao Kan【作者单位】湖南大学，汽车车身先进设计制造国家重点实验室，长沙 410082;湖南大学，汽车车身先进设计制造国家重点实验室，长沙 410082;湖南大学，汽车车身先进设计制造国家重点实验室，长沙 410082; 汽车噪声振动和安全技术国家重点实验室，重庆 400039;乔治华盛顿大学，国家事故分析中心，阿什本20147【正文语种】中文车与车碰撞事故统计分析指出，在车与车前碰撞事故中，质量、刚度和几何尺寸是影响乘员致命或严重损伤的3个最重要因素，其中质量是影响驾驶员损伤的第1位因素，车辆几何尺寸和刚度是第2位因素[1-4]。

汽车碰撞测试标准

汽车碰撞测试标准近年来，汽车行业的发展日新月异，为了确保汽车在道路上的安全性能，汽车碰撞测试成为了不可或缺的检测手段。

本文将介绍汽车碰撞测试的标准以及其在各个领域的应用。

1. 碰撞测试的背景和意义汽车碰撞测试是一种模拟真实交通事故的实验性测试，目的是评估汽车的安全性能和保护乘员的能力。

通过碰撞测试，我们可以了解汽车在各种碰撞情况下的表现，为汽车设计和制造提供科学依据，同时也为消费者选择安全车型提供参考。

2. 汽车碰撞测试的种类根据碰撞的类型和目的，汽车碰撞测试可以分为正面碰撞、侧面碰撞、后端碰撞、翻滚测试等多种类型。

各种测试都有自己的标准和要求，以确保测试的科学性和可比性。

2.1 正面碰撞测试正面碰撞测试主要模拟两辆车正面相撞的情况，以评估车辆前部结构的安全性能。

测试中常用的指标包括碰撞时前部变形情况、车内安全气囊的充气效果、驾驶员和乘客的受伤情况等。

2.2 侧面碰撞测试侧面碰撞测试主要模拟两辆车侧面相撞或车辆与其他障碍物的侧面碰撞情况。

该测试主要评估车辆侧部结构的安全性能，以及对驾驶员和乘客的保护效果。

测试中通常关注的指标包括侧面碰撞时车辆的侧翻情况、侧门的保护性能等。

2.3 后端碰撞测试后端碰撞测试主要模拟两辆车后方相撞的情况，以评估车辆后部结构的安全性能。

后端碰撞测试主要关注的指标包括后部变形情况、车辆座椅和头枕的保护性能等。

2.4 翻滚测试翻滚测试主要模拟车辆翻滚的情况，以评估车辆的侧翻稳定性和乘员的保护能力。

测试中主要关注的指标包括车辆翻滚角度、车顶的保护性能等。

3. 汽车碰撞测试的标准为了确保汽车碰撞测试的科学性和可靠性，各国和国际组织制定了一系列的标准和规程。

在中国，汽车碰撞测试一般遵循国家标准《汽车碰撞试验规程》（GB/T 14167-2013）的要求。

3.1 强度和刚度要求汽车碰撞测试中的车辆结构强度和刚度要求是保证测试的基础。

这些要求包括车身和底盘的强度、前后部结构的刚度要求等。