汽车正面碰撞讲义

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学习讲义_碰撞_正面弹性碰撞

学习讲义_碰撞_正面弹性碰撞

(A)
19 4
m/s 朝東
(B)
11 4
m/s 朝東
(C)3 m/s 朝東
(D)15 m/s 朝西
(E)
41 4
m/s 朝西
[答案] A
[解析] 正面彈性碰撞,接近速度=遠離速度
令朝東為正
v1-v2=v2'-v1' 8-(
-5 )=v2'-(

33 4
)
v
2'=
19 4
(m/s)朝東
範例 1 正面彈性碰撞 一質量為 4 kg 的 A 球以 8 m/s 的速度向右運動,與另一質量為 2 kg,速度 為 2 m/s 向右運動的 B 球作正面彈性碰撞,若以向右為正方向,則 A、B 兩球碰撞後的速度分別為何?
(A) 6 m/s、12 m/s (B) 4 m/s、10 m/s (C) 2 m/s、8 m/s (D) 0 m/s、6 m/s (E)-2 m/s、4 m/s
6-2
正面彈性碰撞
1 碰撞公式
1.質量 m1 的 A 物體及質量 m2 的 B 物體原本分別以速度 v1、v2 運動(v1>v2), 發生正面彈性碰撞後,兩者速度分別為 v1'、v2',如下圖所示。
2. 彈性碰撞前後遵守總動量守恆、總動能守恆:
動量守恆:m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2' …… ○1
[答案] B
[解析]
v Aቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ=
4-2 4+2
×8+
2×2 4+2
×2=4(m/s)
v B'=
2×4 4+2
×8+
2-4 4+2
×2=10(m/s)

汽车正面碰撞安全设计-讲义

汽车正面碰撞安全设计-讲义
t v

2
马德仁博士,2013.4
马德仁博士,2013.4
第28页 共240页
汽车正面碰撞安全设计
2.2 人体损伤评价


2.基本原理 2.1动力学基本模型 2.2人体损伤评价
3 软组织器官与骨架撞击 2 头胸部 撞击方向盘 膝盖碰上挡板 脚碰上脚挡板 发动机后移撞上车身 假人开始 前车身变形撞上车身 前冲 车身撞上撞墙 前碰撞时间顺序 时间 60 50 40 30 20 10 0 ms
马德仁博士,2013.4 第9页 共240页 汽车正面碰撞安全设计
• 2006年,死亡人数下降为8.9万人, • 2010年,死亡人数下降下降至6.5万人,为10年来的最低点。 • 2012年,全国涉及人员伤亡的道路交通事故210812起,共造成62387人死亡。
马德仁博士,2013.4
第10页 共240页
交通事故的历史数据
马德仁博士,2013.4
第5页 共240页
汽车正面碰撞安全设计
马德仁博士,2013.4
第6页 共240页
汽车正面碰撞安全设计
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1.1 碰撞安全综述
1.1 碰撞安全综述
导致伤亡的十大因素
马德仁博士 奇瑞汽车工程中心主任
1.1 碰撞安全综述


交通事故致人伤亡是一个世界性问题!
Do you know? • 交通事故全球范围内每年导致130万人死亡 • 3000万人受伤 • 每25秒1人因交通事故死亡 • 每1秒1人因交通事故受伤 • 70%的交通事故死亡发生在新兴市场国家 • 交通事故是1~34岁的美国人死亡的首要原因 • 汽车交通事故伤亡导致的损失: ——2310亿美元/年(美国) ——5000亿美元/年(全球)

C-NCAP正面碰撞PPT课件

C-NCAP正面碰撞PPT课件
规定直线行驶位置且处于自由状态 安全带固定点:厂设位置,中间位置,中间偏上固定位置 变速杆:空挡位置 玻璃:活动玻璃应放下 踏板:正常释放位置 遮阳板:正常使用位置 后视镜:正常使用位置 车门:关而不锁 活动车顶:处于应有位置或关闭 驻车制动器:正常释放位置
五:假人的准备、标定、安放及测量
准备
Ⅰ、准备与标定
100%正碰此阶段完全一样
b、抽干车辆中的液体(不含润滑液)并给予相应的质量
补偿(油箱中补水90%),发动机运行到自动熄火
c 、检查并调整各轮胎气压至车辆半载时制造厂所规定的
气压值检查调整车辆的其他液体达到最高液位;
d、确认备用轮胎和随车工具已就位,清除车辆中任何与车辆无关的物品。
e、测量和记录过车轮中心的横切面与车轮护轮板上缘的交点的高度。
三、试验前测量、检查和确认的项目
Ⅰ.标记项目:a.离合器踏板、制动踏板、加速踏板和驻车制动踏板中心
并调节到中间位置或厂方设定值
100%正碰无此项
b.转向管柱最上端中心点:置于中间位置。 关闭点火开关,切断蓄电池电源,拆除安全气囊,
测量转向管柱末端标记号安全气囊连线并重新安装气囊
c. 在乘员侧B 柱做标记点并测量和记录:
牵引系统:a≦0.3g,前半程加速后半程减速 V控制误差±0.2 40%ODB V:63-65km/h 100%正碰V:50-51km/h
蜂窝铝
1000
450
160
200 地面
160 90
110 110
110 75
车辆应覆盖壁障表面的40%, 误差为±20 mm。
ⅱ、正面100%重叠刚性壁障碰撞试验场地
f、测量和记录车辆质量(与a相比变化不超过25kg)

第四章 汽车碰撞试验与测试分析技术(正面碰撞)

第四章 汽车碰撞试验与测试分析技术(正面碰撞)

4.1.2 汽车碰撞致人身伤害情况
汽车因受到碰撞而导致的安全事故,由 于车辆侧面吸收撞击能量的空间远远小 于正面,所以对侧面碰撞成员保护的改 进难度很大,
驾驶员受侧面碰撞的死亡率从每百万 注册汽车的42人降至每百万注册汽车的 32人,只下降了24个百分点。
在2000—2001年对新式轿车的驾驶 员死亡数的统计中发现,
4.4正面碰撞试验
❖ 背景:欧、美从60年代初开始汽车正面碰撞试验研究工作。 ❖ 研究范围:
✓ 正面碰撞试验实现的途径; ✓ 碰撞用假人的开发或尸体代替乘员的试验; ✓ 数据采集与处理; ✓ 图像分析; ✓ 乘员伤害指标的确定。
❖ 碰撞方式(FMVSS208法规《乘员碰撞保护》,48.3km/h):
之间的距离应在±25mm内。 5.在驾驶员位置放置一个EuroSID II型假人,用以测量驾驶员位置受伤害情
况。
4.3各国的国家碰撞标准
4.3各国的国家碰撞标准
C-NCAP(China New Car AssessmenProgramme, 即中国新车评价规范) 是将在市场上购买的新车型按照 比我国现有强制性标准更严格和更全面的要求进行碰 撞安全性能测试,评价结果按星级划分并公开发布, 旨在给予消费者系统、客观的车辆信息,促进企业按 照更高的安线与壁障表面垂直; ✓ 车辆横截面与壁障表面成30°角,碰撞时车辆左前端先接触; ✓ 车辆横截面与壁障表面成30°角,碰撞时车辆右前端先接触;。
4.4正面碰撞试验
56公里/小时 实墙碰撞
澳大利亚, 欧洲, 日本 美国新车前撞评估试验
澳大利亚, 欧洲, 日本新车 前撞评估试验
美国IIHS
最高得分为51分,星级最低为1星级,最高为5+。

车身的碰撞分析

车身的碰撞分析
精品课件
(二)车架式车身的碰撞变形
车架式车身碰撞变形部位
精品课件
车身的碰撞各部分变形
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车架碰撞时的变形,大致可分为以下5种类型。 1.左右弯曲变形 2.上下弯曲变形 3.断裂变形 4.菱形变形身碰撞力的传递路径
用圆锥图形法确定碰撞对整体式车身的影响
精品课件
整体式车身中部碰撞吸能部件
车门内的高强度钢板
精品课件
压溃型吸能器吸能区性能不同碰撞结果的对比
精品课件
汽车前部碰撞变形
汽车前部碰撞变形过程
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前纵梁的弯曲及断裂效应
精品课件
汽车中部碰撞变形
汽车中部碰撞变形过程
精品课件
汽车后部碰撞变形
汽车后部碰撞力不同时受损情况
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汽车顶部碰撞变形
车身前部高点位置的碰撞
车身前部低点位置的碰撞
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4.碰撞物不同对变形的影响
碰撞不同物体的碰撞结果
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5.行驶方向对碰撞损伤的影响
车辆侧部碰撞
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6.车辆的不同对碰撞损伤的影响
两辆普通轿车碰撞
一辆普通轿车和一辆SUV车碰 撞 精品课件
7.碰撞力的方向的影响
碰撞力的方向对损伤程度的影响
翼子板的连接
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(2)卡扣连接
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(3)铰链连接
精品课件
精品课件
1.折边连接
2.不可拆卸连接方式
折边连接
精品课件
2. 铆钉连接
铆钉连接
铆钉连接的加工过程
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前部发动机支架
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3.粘接连接
粘接连接
粘接连接的不同方式
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4.焊接连接方式 5.在车身铝合金件和钢板与铝合金板的过渡处,主要采用了铆钉连 接与粘接连接相结合的方式 .

两车正面碰撞

两车正面碰撞

1、,两车正面碰撞:AB两车前部受损:保险杠面罩及保险杠、格栏、两侧前照灯、空调冷凝器、发动机水箱及其支架等,严重时损坏部位会扩大至发动机舱盖、翼子板、纵梁、前悬架机构,甚至导致气囊膨开。

2、两车正面一侧碰撞:AB两车前部的一侧受损:保险杠面罩及保险杠、格栅、一侧前照灯、一侧翼子板。

严重时损坏部位会扩大到空调冷凝器、发动机水箱及及其支架、发动机舱盖、一侧纵梁、一侧悬架机构、一侧气囊膨开。

3、两车正面一侧刮擦:AB两车均为正面一侧面受损:一侧的后视镜、前后门、前后翼子板刮伤,严重时前挡风玻璃破碎和框架变形、一侧包角、前门立柱、前照灯等损坏。

4、斜角侧面碰撞发动机舱位置:A车为侧面碰撞受损B车为前部碰撞受损:A车一侧前翼子板、前悬架机构、侧面转向灯等损坏,严重时一侧前翼子板报废,发动机舱盖翘曲变形、前门立柱变形、发动机移位等。

B车前保险杠面罩及转角部、前翼子板、一侧前照灯损坏、严重时一侧翼子板将严重损坏,并会导致一侧前悬架、轮胎、空调冷凝器、干燥器、高压管、发动机水箱及其支架等部件受损,气囊膨开、发动机舱盖变形。

5、两车斜角侧面碰撞前门位置:A车为侧面碰撞受损B车为前部碰撞受损:A车前门、前柱、中柱、后门轻微变形、门窗玻璃破损,严重时损坏程度会扩大至仪表板、门槛板、车顶板、一侧翼子板和一侧前悬架机构。

B车前保险杠面罩及转角部、前翼子板、一侧前照灯等损坏,严重时损坏范围会扩大至空调冷凝器、干燥器、发动机水箱及其支架、高压管、发动机舱盖等部件,气囊膨开。

6、两车斜角侧面碰撞后门位置:A车为侧面碰撞受损B车为前部碰撞受损:A车后门、中柱变形、门窗玻璃破损、严重时前后门不能开启、后侧围变形、前后门框、门槛板变形等。

B车前保险杠面罩及转角部、前翼子板、一侧前照灯等损坏,严重时损坏范围会扩大至空调冷凝器、干燥器、发动机水箱及其支架、高压管、发动机舱盖等部件,气囊膨开。

B车前保险杠面罩及转角部、前翼子板、一侧前照灯等损坏,严重时损坏范围会扩大至空调冷凝器、干燥器、发动机水箱及其支架、高压管、发动机舱盖等部件,气囊膨开。

汽车安全正面碰撞法规介绍(ppt 34页)

汽车安全正面碰撞法规介绍(ppt 34页)

主动安全
被动安全
碰撞保护
制 照车
乘约行

动 明辆
员束人

.
.防
碰系保

转 向 . 轮 胎
指盗 示保 .护 信 号 装
撞统护
安.
.
全内儿
保外童
护饰保
.护
燃 油 防 火 . 等


正侧 追 翻
面面 尾 滚

碰 撞
碰 撞
保 护

碰撞速度、碰撞形态
......
6
一、被动安全正面碰撞法规的发展
a. 据美国高速公路管理局的统计数字,在汽车碰撞事故中,发生正面碰 撞的约占49%,侧面碰撞占25%,追尾碰撞占22%,
17
二、试验流程
3 、车辆准备及测试设备的安装
a. 排空制动液、洗涤液及空调系统中的液体等液体,排出液体的质量应予以补偿 b. 拆除行李舱地毯及随车工具,以及备胎(确定备胎不影响车辆碰撞特性)。 c. 安装车载记录仪,在车辆左右侧B 柱下部门槛的位置安装单向加速度传感器。 d. 测量车辆质量和前后轴的轴荷,与整备质量和前后轴的轴荷比较,各轴轴荷的
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
以0.74 g/ml 计,柴油密度以0. 84 g/ml 计)。 c. 检查并调整各轮胎气压至车辆半载时制造厂所规定的气压值; d. 检查调整车辆的其他液体达到最高液位; e. 确认备用轮胎和随车工具已就位,清除车辆中任何与车辆无关的物品。 f. 测量和记录四个车轮的过车轮中心的横切面与车轮护轮板上缘的交点的高度。 g. 测量和记录车辆质量和前后轴的轴荷,车辆质量即为整车整备质量。

汽车碰撞安全培训资料 ppt课件

汽车碰撞安全培训资料 ppt课件
14
2、侧面碰撞
发生侧面碰撞时,乘员伤害来源主要有两个:1、车身变形造成的挤压; 2、巨大加速度造成的乘员与车身的撞击。车门或侧围是受到冲击的主要部 位,但由于车门与乘员之间几乎没有缓冲区,因此必须保证车门、侧围形变 量在可控范围内,以使乘员尽量少受挤压伤害。且考虑到后续乘员撤离车辆 的要求,还要保证车门能正常开启。
土豪版 车外行人安全气囊系统,是以气囊为碰撞缓冲装置,为 避免人体撞击汽车的前挡风玻璃,发动机盖以及前挡风 玻璃附近设置安全气囊,两者配合使用。发动机盖气囊 在保险杠上方紧靠保险杠处开始展开。
20
五、延伸讨论
以下两种情况,哪种情况下汽车受到的损伤较大? 情况一:一辆质量为1吨的汽车,以90km/h的速度撞向一堵墙(假设 墙不会损坏) 情况二:两辆和上述一样的汽车,均以60km/h的速度正面相撞
原则:碰撞部位做到“外柔 内刚”。前保险杠后方的泡 沫缓冲块,是为了吸收冲击
力并保护行人腿部
19
四、行人保护
2、头部保护 土鳖版 发动机盖与机舱内的零件如发动机并不是紧贴着的。一 方面有利于散热,同时也能够在行人头部撞击发动机盖 时形成一个缓冲区域,减轻对行人头部的伤害。
普通版 利用引擎盖弹升技术,使发动机在汽车发生碰撞时瞬间 鼓起,使人体不是碰撞在坚硬车壳上,而是碰撞在柔性 与圆滑的表面上。在检测到撞人之后,车辆就会自动启 动发动机盖弹升控制模块,车内配备的弹射装置便可瞬 间将发动机罩提高,相当于在人落下时在下面垫了气垫。
8
乘员受到的安全威胁主要有以下几个方面
9
如何减少乘员伤害?
(1)加速度伤害
假设碰撞前车速为v,碰撞作用时间为t,碰撞时产生的加速度为a,碰撞过程中乘员 向前方的位移为L,碰撞过程可近似认为是匀减速至静止的过程,则有:

实训一车身碰撞损伤分析课件

实训一车身碰撞损伤分析课件
一身碰撞分析件
contents
目录
• 车身碰撞损伤概述 • 碰撞力学基础 • 车身材料与结构 • 碰撞试验与模拟 • 碰撞损伤的检测与评估 • 典型案例分析 • 总结与展望
01
身碰撞述
碰撞对车辆的影响
车辆碰撞后,车身结构会受到不 同程度的损伤,这些损伤可能影 响车辆的行驶安全性和使用寿命。
碰撞可能会导致车辆部件损坏, 如车架、悬挂系统、制动系统等,
碰撞物体:固定障碍物(如护栏)
碰撞角度:正面90度
损伤表现:前部结构变形、发动机舱 内零部件损坏、前风挡玻璃破碎、乘 员舱内成员受伤
分析重点:碰撞能量传递路径、乘员 舱内成员安全保护、车身结构抗撞性 能
SUV侧部碰撞案例
车辆型号:某品牌SUV
01
02
碰撞速度:50km/h
碰撞物体:另一辆轿车
03
04
灯及后保险杠损坏、乘员舱内
成员受伤
05
分析重点:碰撞能量传递路径、
乘员舱内成员安全保护、车身
结构抗撞性能
06
07
与望
车身碰撞损伤分析的重要性和挑战性
重要性
车辆安全性是消费者关注的重要指标之一,直接影响消费者对车辆的购买选择。
车身碰撞损伤分析是提高车辆安全性的关键环节之一,通过对碰撞损伤的研究,可 以优化车辆结构设计,提高车辆在碰撞事故中的安全性。
01
系统内的动量总和在碰撞过程中 保持不变。
02
碰撞过程中,如果系统不受外力 作用,则系统的总动量保持不变。
能量守恒定律
系统内的能量总和在碰撞过程中保持 不变。
碰撞过程中,如果系统不受外力作用, 则系统的总能量保持不变。
03
身材料与构

汽车碰撞安全性基本知识

汽车碰撞安全性基本知识

6.1 汽车碰撞安全性基本知识
汽车碰撞时的乘员伤害原因
生存空间丧失
二次碰撞
1
2
在乘员生存空间未丧失的情况下,乘员与汽车内部结构(包括安 全带和安全气囊)的碰撞或被抛出车外,被称为二次碰撞
34
碰撞火灾
碰撞后不能快速逃逸与被救援
第6章 车身结构碰撞安全性
6.1 汽车碰撞安全性基本知识
4. 汽车安全技术法规与新车评价规程
新车评价规程与强制性安全法规相比,有以下特点:
Ø 执行机构的中立性质
有行业性组织定期对企业或市场出现的新车进行碰撞试验。因其更严格的要求和权威、公正、公开的测评程序 而得到消费者广泛认可,并由此得到各汽车厂家的重视,将其视为汽车开发的重要评价依据。
Ø 试验内容更严格和全面
实车碰撞速度、碰撞强度和碰撞项目等,均高于安全法规。
欧洲——ECE R94/01
第6章 车身结构碰撞安全性
6.1 汽车碰撞安全性基本知识
现行侧面碰撞试验法规:
n 国际标准化组织ISO草案 n 美国FMVSS 214 n 欧洲: ECE R95
第6章 车身结构碰撞安全性
6.1 汽车碰撞安全性基本知识
行人碰撞法规及E-NCAP标准 :
n 欧盟行人保护法规 n 日本行人保护法规 n E-NCAP行人保护试验
汽车碰撞类型比较
各种碰撞事故死亡人数
2013年我国交通 事故统计结果
车毁人不亡,车伤人无恙
第6章 车身结构碰撞安全性
6.1 汽车碰撞安全性基本知识
根据汽车交通事故统计分析,汽车碰撞一般分为正面碰撞、侧面碰撞、后面碰撞、滚翻 和撞行人等形式。
正面碰撞
侧面碰撞
后面碰撞
滚翻

最新2 第二章 汽车交通事故及碰撞安全法规课件PPT

最新2 第二章 汽车交通事故及碰撞安全法规课件PPT
• 据警方介绍,当时,青岛华旅运输有 限公司鲁BG3231号卧铺客车左前轮爆胎, 冲过护栏驶入对向车道,先是撞上一辆 捷达轿车的尾部,接着与辽宁省营 口经 济技术开发区金马物流有限公司的辽 H0196半挂集装箱货车正面相撞。
16
2009年9月3日长平高速车祸
17
法拉利458 Italia自燃
• 这款每辆售价388万元人民币(另外还有 60万元的选装配置)的超级跑车,在短 短3个月内就有10辆在欧美各地因不同事 故而报销。其中5辆458涉及意外,4辆因 自燃焚毁。
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道路交通事故图片
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交通事故图片
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交通事故图片
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交通事故图片
10:26
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车况不佳造成的车祸
• 2009年9月3日14时50分,在吉林省境内 长平高速发生客货车相撞事故,造成17 人死亡、35人受伤。
204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214
内容
内部碰撞乘员保护 Occupant protection in interior impact 头部约束 Head restraints 司机与转向机构碰撞保护
Impact protection for the driver from the steering control system 转向机构后移量 Steering control rearward displacement 窗玻璃材料 Glazing material 门锁及约束部件 Door locks and door retention components 座椅系统 Seating systems 乘员碰撞保护 Occupant crash protection 安全带部件 Seat belt assemblies 安全带固定点 Seat belt assembly anchorages 保留 Reserved 风挡玻璃安装 Windshield mounting 儿童约束系统 Child restraint systems 侧碰撞保护 Side impact protection

C-NCAP正面碰撞资料

C-NCAP正面碰撞资料

假人关节应调整至 在1g~2 g 的作用下,假人肢体可以持续运动。
P系列3岁儿童假人 (40%ODB无此项)
a.假人每撞2次;重新标定膝关节滑动位移每2 次试验后 应校

准至10 ㎜,每8 次试验后应重新标定。
定 b.假人某一部位伤害指标在试验中达到或超出规定的低性能限
值,该部位应进行重新标定。
c.如果假人某一部位在试验中损坏,该部位应予以替换
Ⅱ.检查和确认项目
正 蓄电池(车辆电池可以被替换)
常 点火开关:测量时“OFF”,试验前“ON”
工 气囊指示灯:显示气囊正常
作 部 件
车门:关而不锁 车载记录仪器
假人涂色:符合要求(下图)
假人涂色要求
红 紫 蓝





绿

绿 蓝
红 紫

50%Hybr

蓝 5%HybridⅢ
绿 右
成22.5°±2.5°
前放置,并应搁在地板上, 尽
可能放在踏脚板上。两脚的
纵向中心线应尽可能与车辆 驾驶员侧及乘员侧假人的大腿尽可能靠着座垫。对于驾驶员侧,双腿
纵向中心线平行。
膝部U 形凸缘外表面处在铅垂面内,尽量使左腿处在纵向铅垂面内。
对于乘员侧,双腿膝部U 形凸缘外表面处在铅垂面内,两外表面之间
Ⅱ、试验后测量项目
1、在假人移出前测量所有踏板到车身某个固定点的距离。如果在移出假人前
不能进行测量,则先移出假人,但在此过程中尽量不要破坏碰撞后踏板的位置。
假人移出后重新测量该距离,如果踏板位置发生了变化,使用该距离结果重新 定位踏板位置。
2 、卸掉转向盘的中间部件。 3 、测量试验前的8 个特征点(标记点)。 4 、建立车身坐标系。 5 、测量离合器踏板、制动踏板、加速踏板和驻车制动踏板(如果有)的中心
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车辆正面碰撞性能分析讲义
1
主要内容
概述 国内外被动安全法规简介 车辆正面碰撞内容(低速、高速、行人保护、偏置碰撞、假人要求等) 碰撞分析理论基础 车辆耐撞性能设计流程 正面碰撞模拟分析流程 考虑车辆被动安全性能的技术应用 总结 未来碰撞安全技术需关注的领域
2


现代汽车技术发展的主要方向为安全、环保和节能。 和人们生命有着最直接关系的就是汽车安全。 对于汽车安全性的研究,通常可分为主动安全性和被动安全性两大类。 主动安全性 —— 是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。如:车轮防抱死制动系统、牵引力控制系统、主动悬架、四轮 转向、四轮驱动、车距雷达报警系统以及汽车全球定位导航系统等。 被动安全性 —— 是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。如: 安全气囊、安全带、可压溃式转向柱等。
车辆概念性设计(规划、竞争车型评估等) 车体前舱结构布置(参考同级车型耐撞性 能,充分考虑变形空间) 车辆加速度、位移等碰撞波形分析 车体框梁结构吸能、传力特性设计(纵梁、 (副)车架等) 乘员空间变形分析 安全系统总体优化分析 为零部件厂商提供设计参数及容差 产品可靠性验证
29
车身框梁结构的碰撞分析
IIHS
ECE R42
14
欧美低速正面碰撞要求比较
15
低速正面碰撞设计思想
IIHS柱撞时,约有90%的能量被 保险杠吸收,完全刚性墙撞击时, 约有85%的能量被保险杠吸收; ECE R42 摆锤撞击时,约有45 %~ 55%的能量被保险杠吸收, 能量剩余部分靠车体运动,悬架 跳动等来吸收;
设计时对车辆保险杠要求很 高,除满足此法规外,另外还有行 人保护法规等要求。
22
小腿碰撞行人保护要求
23
行人保护设计内容
可以针对保险杠吸能结构(EA单元)、保险杠横梁、前车灯系统、发 动机舱盖、翼字板等结构优化,可以结合高速正面碰撞的吸能构件-吸能盒 (crashbox)优化
24
行人保护试验
25
考虑碰撞安全性能的保险杠应用
结合低速碰撞与行人保护内容,目前市场上获得应用的保险杠结构有 以下几种:
塑性理论:
n &ε &0 )] σ = a + bε p ⋅ [1 + c ln(ε
[
]
27
碰撞分析理论
常用塑性简化: 有限元计算方法:
显式有限元法
Mu && + K (u)u = f ext (u)
中心差分法
u & n +1 / 2
理想弹塑性线性强化模型
Eε σ = ' σ s + E (ε − ε s ) 当ε ≤ ε s 当ε > ε s
11
偏置正面碰撞内容
ECE R94、Euroncap(前部碰撞)、 IIHS (前部碰撞)等偏置碰撞法规,所 用偏置障碍物是一样的,速度不同。 对于碰撞的模拟来说,障碍物特性很 重要。
12
偏置正面碰撞法规比较
13
低速正面碰撞内容
IIHS刚性墙和刚性前柱,车体速度8km/h,车 动; ECE R42 碰撞器,速度4km/h,碰撞器与车体空 载质量相等; SAE PART 581 碰撞器,速度4km/h,碰撞器与 车体空载质量相等; 相应的,车体后部结构也需要做低速碰撞的试验 验证。
31
乘员空间总布置
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内饰件保护头锤Βιβλιοθήκη 验33乘员空间分析
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车体前挡板侵入量分析
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碰撞波形分析及控制
矩形波吸能特性最好,但不利于乘员响应。 优良的波形分三个明显的区域: 0~20ms:峰值出现在10ms左右,峰 值15~20g,便于气囊传感器触发,也有 利于及早消除乘员与安全带之间的间隙; 气囊展开过程(>30ms),加速度值 6~8g,保证气囊完全展开,乘员以较小 的相对速度与气囊接触; 加速度逐步上升(>50ms),保证最 大变形量和碰撞速度降落为零的时间,控 制较小的回弹速度。
实际上应该在概念设计阶段做的工作,模型也没有这么详细(仅仅为一 些线框梁模型); 在概念设计的阶段,要多从车辆安全性能的角度出发,多进行一些车体 关键零部件结构的测试与分析,以确保车身结构的安全达到预先制定的相关 参数要求,这样的开发过程会减少后期车身结构设计的更改,有效的缩短开 发周期。
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发动机舱变形空间
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高速正面碰撞-FMVSS 208内容
FMVSS 208还包括儿童离位试验,滚翻等内容 儿童有1岁、3岁、6岁
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完整FMVSS 208假人伤害评价标准
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假人说明
体重:75kg 身高:175mm 体重:55 kg 身高:155mm
50th Male Hybrid III Dummy
5th Female Hybrid III Dummy
un +1 − un = ∆t
u & n +1 / 2 − u & n −1 / 2 u &&n = ∆t
u &&n = un +1 − 2un + un −1 ( ∆t ) 2
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车辆耐撞性能设计流程
• • • 以系统工程的方式开发碰撞安全性能 从概念设计阶段开始,将安全系统设计融入开发流程的每一个环节 充分发挥CAE分析的作用
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碰撞分析理论
汽车碰撞是一个非常复杂且不断寻求平衡的领域,是一个复杂的瞬时物理过程, 它包含成百上千个零件的复杂变形和相互作用,汽车碰撞过程中车身变形和乘员的动 力学响应均表现为非线性特性,其中包括以大变形、大应变为特征的几何非线性,以 弹塑性变形为特征的材料非线性,以不同零部件表面接触摩擦作用为特征的边界非线 性。 从汽车正面碰撞来看,基本的设计原则有两点:一是保持驾驶室的完整性;二是 尽可能减少受安全约束系统保护的乘员在给定的撞击条件下和驾驶室的空间限制范围 内的碰撞。第一个条件限制了车辆可能允许的最大正面变形,第二个条件要求采用最 大可能的车体前部变形和能量吸收,以便减少车内乘员的损伤。
“百分位” 定义:是指人体身高分布值的百分位,即对于身高的某一百分位分布值,则表示 身高小于此值的人数所占的百分率,并将此身高分布值定义为对应于这一百分位的人体标准身 高。常用的有5%、50%和95%三种百分位的人体尺寸,分别代表矮小身材、平均身材和高大身 材。 Hybrid III-由美国通用汽车公司开发。
在正面碰撞中,车身前部为主要吸能区域,在各部件的安全性设计上,主要考虑使其具有合适的刚度,在车 身变形与能量吸收上达到平衡,以便减少车内乘员的损伤。如前纵梁,在设计上就要求其在碰撞时需产生理想的 压溃变形,而非弯曲变形。对于梁来说,影响变形方式和能量吸收能力的因素有:截面尺寸、厚度、长度、材料 特性等,有时候简单地加厚或将中强度钢改为高强度等反而会事与愿违。所以钢板厚薄并不是影响正面碰撞安全 的决定性因素,多考虑车身前部的吸能空间反而更加重要。
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典型偏置正面碰撞车体加速度波形
B-Pillar Base B-Pillar Upper
Struck side (LH) Non-struck side (RH)
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乘员约束系统模型
完整的乘员约束系统 包括乘员舱结构(包括仪 表板、膝盖缓冲块、前挡 板、前底板等)、座椅总 成、安全带总成、方向盘 及转向管柱系统、气囊总 成、各ECU单元及传感器 等。 有限元建模传感器是很 重要的一环。
R12 R22 R29 R32 R33 R94 R95 R97 R42 R58 R73 R93
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车辆正面碰撞内容
GB11551-03 Frontal rigidwall Full overlap Velocity = 50km/h
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车辆正面碰撞内容
法规主要制定的是试验要求。 碰撞又分高速碰撞和低速碰撞,高速 碰撞研究车内乘员在发生碰撞时受损伤程 度,低速碰撞则研究车体在发生轻度撞击 时,车体尽量避免发生损坏。 正面碰撞又包括完全正面碰撞和偏置 碰撞,完全正面碰撞偏重于乘员伤害评 价, 偏置碰撞偏重于对车体结构的评价。 这些都有相关法规要求。计算机仿真 是尽量按照法规要求再现碰撞过程。
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碰撞用到的假人家族
上述为试验假人,FEM假人主要以试验假人为基础建模。
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假人颈部伤害状态图例
Neck Motions Neck Injury
Compression-flexion Injury
Tension-extension Injury
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车外行人保护内容
欧洲EC指令2005年强制。 ECE法规以1998协议在全球法规框架下讨论行人碰撞安全性要 求的立法,估计2006年能够通过,中国、美国是全球法规的签约 国, 一旦颁布美国肯定实施。 目前只在Euro ncap新车评定程序中有此项要求,但非强制,有 很大市场影响。


通常情况下,对于被动安全性分为两个方面,车内乘员安全和车外行人保护。 作为被动安全性研究的主要内容就是如何合理的进行车身结构安全性设计和乘员 约束系统设计,利用车身结构件的变形吸收能量以减少对乘员的冲击,同时利用乘员 约束系统给予乘员最大限度的保护。 对于减轻车内乘员和车厢部件发生二次冲击可能造成的“二次伤害”,同样也需 要利用乘员约束系统。 对于车外行人,通常采用车身结构安全性设计和车身外表安全装置,在发生碰撞 时减少对行人的伤害。 我们所作的分析主要是针对被动安全进行的。目前的能力还仅限于按照相关法规、 参考相关分析过程进行车身结构的分析验证。
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法规简介
汽车安全事故已经成为危害人类生命安全的一大公害。 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(Federal Motor Vehicle Safe Standard ),作为最早的汽车安 全性法规,它已经具有全面的框架结构,包括了几十项内容,即大约25项 的主动安全性标准和大约23项被动安全性标准。同时,还包括碰撞试验后 进行燃油泄漏检验的法规。正碰为FMVSS208法规。 欧洲也相继推出了欧洲经济委员会ECE(Economic Commission for Europe Regulations)、欧洲经济共同体EEC(European Economic Community)安全法规。正碰为ECE R33、ECE R94法规。 日本也推出了日本道路运输车辆保安标准TRIAS( Traffic Safety and Nuisance Research Institute's Automobile Type Approval Test Standards)。 澳大利亚 —— ADR(automotive design Regulations)
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