汽车侧面碰撞性能设计(吉利)

HIC36
650
1000
3ms合成加速度
72g
88g
如果配备侧面安全气囊和气帘未完全展开或存在被 认为不能够提供保护的情况
压缩变形量
22mm
42mm
粘性指数(VC)
0.32m/s
1.0m/s
罚分项(CNCAP&Euro-
NCAP)
背板力 Fy T12 Fy T12 Mx
1.0KN 1.5KN 150Nm
4.0KN 2.0KN 200Nm
分值 4~0
-1
4~0 -2~0 -2~0 -2~0
侧面约束系统设计
★ 侧面乘员保护性能评价
项目
考核点
高指标限值
低指标限值
分值
腹部
腹部力
1.0KN
2.5KN
4~0
罚分项(EuroNCAP)
如果配备侧面安全气囊但气囊未完全展开或存在被 认为不能够提供保护的情况
-1
ES-2假人
☆ 乘员保护的措施
• 保证车内乘员的生存空间 • 减小车门侵入速度 • 限制作用到假人身体上的载荷峰值
★序言 ★侧面碰撞理论 ★侧面结构安全设计 ★侧面约束系统设计 ★展望
侧面结构安全设计
★ 侧面碰撞结构设计
侧面结构安全设计
★ 侧面碰撞结构相关因素
☆ 载荷路径：载荷路径布置合理、完整 ☆ 材料分布：刚度合理 ☆ 零部件断面设计：承载特性 ☆ 搭接结构设计：避免结构突变和弱化 ☆ 设计目标：合理的侵入量和侵入速度
车
壁
门
障
结
构
侧面车身结构
侧面约束系统 内饰/约束系统来吸 收碰撞能量
门槛 B柱结构强度 车身横梁结构 IP横梁
SAB、CAB 车门和B柱内饰 座椅 ……
顶盖横梁 地板横梁 座椅横梁 ……
侧面碰撞理论
★ 侧面碰撞设计要点
☆ 侧面碰撞和正面碰撞不同，侧面碰撞几乎没有缓 冲空间；
☆ 侧面碰撞中乘员伤害来自两个方面：车门对假人 的冲击速度和车门侵入造成的生存空间减小；
某车型车门防撞梁布置
某车型地板横梁结构
侧面结构结构安全开发
★ 侧面结构设计目标
☆ 50kph MDB工况：
• 车门内板侵入速度设计要求：在接触时间段内：对于假人胸部一般要求侵入速度6m/s~7m/s ，假人腹部侵入速度一般6.5m/s~7.5m/s，假人髋部侵入速度一般7m/s~8m/s。
• 变形要求：碰撞后B柱呈倒“S”变形，一般要求对应假人胸部位置高度B柱侵入小于100mm 。
材料分布
侧面碰撞载荷路径
搭接结构设计
断面设计
侧面结构安全设计
★ 总布置要求
☆ 布置要求，在布置允许的前提下：
• MDB变形块如在Z方向和门槛梁有重叠; • 地板横梁在MDB的碰撞区域内，且横梁的中心不低于MDB的下端面； • 前、后车门防撞梁与MDB变形块下突出部分发生直接碰撞作用; • 前、后车门防撞梁分别与B柱、C柱有重叠，利于碰撞载荷传递； • 柱撞中柱子对应位置的应设计有顶盖横梁和地板横梁，且具备足够的抗弯能力； • 燃油箱应该布置在远离柱子碰撞区域的位置，避免在碰撞中发生燃油泄露。
SAB刚度特性
布置空间要求
防护方式的选择
确定保护范围
侧面约ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ系统设计
★ 有无侧气囊保护效果对比
☆ 带气囊情况下
• 作用时刻提前； • 峰值降低； • 保护效果提升。
侧面约束系统设计
★ 侧面约束系统零部件性能设计
☆ 侧气帘设计
• 布置； • 体积； • 气体发生器大小； • TTF； • 排气孔位置； • 气袋特性等。
值，峰值位置，脉宽，
头部加速度
（HIC）
侧面碰撞模型对标流程
PSM模型
CAB模型
侧面约束系统设计
★ 侧面约束系统设计方法
☆ 滑台试验：约束系统性能优化与匹配； ☆ 整车试验：约束系统性能验证。
照片
侧面滑台试验
侧面碰撞整车试验
侧面约束系统设计
★ 侧面约束系统零部件性能设计
☆ 车门内饰造型设计具体要求
☆ 侧气帘主要是保护
侧气帘布置要求
柱撞中乘员头部
10m/s
CAB
254±3mm 的刚性柱
球型冲 击器
保护范围确定
CAB刚度要求
★ 侧面MDB50和 POLE29伤害值 对比
☆ 相比变形壁障碰 撞，柱撞对头部 和胸部保护提出 了更为严格的要 求。
侧面约束系统设计
侧面约束系统设计
★ 侧面约束系统零部件性能设计
☆ C-NCAP、Euro-NCAP 等
ES-2假人 SID IIS假人_C-NCAP
碰撞测量通道
侧面约束系统设计
★ 侧面乘员保护性能评价
☆ C-NCAP（MDB 50） 、Euro-NCAP（ MDB50、POLE）性能评价方法
ES-S假人
项目
考核点
高指标限值
低指标限值
头部 罚分项(Euro-
NCAP) 胸部
☆ 座椅设计
• 座椅设计主要考虑座椅靠背骨架的强度，确保碰撞过程中假人背板力不扣分。
座椅估计及和侧碰假人的相对位置关系
侧面约束系统设计
★ 侧面约束系统零部件性能设计
☆ 髋部推动块设计
• 车门内饰和髋部有足够的接触面积； • 根据实际的保护效果可以对吸能块的形状及刚
度进行优化。
车门内饰和髋部接触部位 有足够的接触面积
刚性柱@75o 32km/h WS-50M
THANKS
★ 侧面碰撞约束系统设计流程
基础试验
MADYMO仿 真
零部件试验验证
零部件试验
实车碰撞 认证
滑台试验 系统模型验证
侧面约束系统设计
★ 侧面约束系统设计方法
☆ 零部件试验
气体发生器点爆试验
气囊织带刚度试验
SAB动态冲击试验
10m/s
CAB
254±3mm 的刚性柱
球型冲 击器
CAB动态冲击试验
车门内饰静压试验
☆ 29kph POLE工况：
• 碰撞后，车门外板到座椅中心线的最小距离大于120mm； • 前车门内板对应假人关键部位侵入速度达到29km/h的时刻晚于15ms。
倒“S”变形模式
某车型B柱外板变形
某车型车门内板-腹部侵入速度
★序言 ★侧面碰撞理论 ★侧面结构安全设计 ★侧面约束系统设计 ★展望
侧面约束系统设计
侧面约束系统设计
★ 侧面约束系统零部件性能设计
☆ 车身内饰设计：侧面碰撞中要求车门内饰具 备合理的刚度分布；
☆ 车门内饰静压试验示意图和刚度曲线要求。
车门内饰静压试验示意图
车门内饰不同部位刚度曲线要求
侧面约束系统设计
★ 侧面约束系统零部件性能设计
☆ 侧气囊设计
• 布置，保护方式、范围； • 体积； • 气体发生器大小； • 排气孔位置； • TTF； • 气袋刚度特性。
对于两侧的每一个车门，若在碰撞过程中开启，则分别减去1 分
对于前排驾驶员侧及第二排假人所放置位置的安全带，若在试验过程 中失效，则分别减去1 分
碰撞试验后，若燃油供给系统存在液体连续泄漏且在碰撞后前5 分钟 平均泄漏速率超过30g/min，则减去2 分
碰撞过程中没开启一个车门（包含车身所有的门）扣一分； 碰撞后非碰撞侧车门可以打开，碰撞侧车门不能打开。
总体 罚分 最高 限定 为4 分 扣分无上 限
★序言 ★侧面碰撞理论 ★侧面结构安全设计 ★侧面约束系统设计 ★展望
展望
★ 展望
☆ GB在2009年公布了“汽车侧面柱碰撞的乘员保护”的草案； ☆ Euro-NCAP侧面碰撞评价体系更新（2015年开始实施）。
现在的壁障
AE-MDB
★ 展望
展望
壁障 试验速度 假人
由于侧面结构的抵抗而减速
被碰撞车 的运动
假人骨盆从车门 获得的速度
侧面碰撞中的典型冲击波形
车门侵入速度波形
★ 侧面碰撞假人
☆ 侧面碰撞中乘员保 护效果，通过假人 身上各传感器测量 的加速度和变形量 计算获得。
侧面碰撞理论
ES-2假人
Word SID世界假人
★ 侧面碰撞策略
侧面碰撞理论
增强结构有助于碰撞 能量的转移
SID-IIs
C-NCAP
Euro-NCAP &A-NCAP
USNCAP
IIHS
J-NCAP
★序言 ★侧面碰撞理论 ★侧面结构安全设计 ★侧面约束系统设计 ★展望
侧面碰撞理论
★ 侧面碰撞过程
☆ 对于侧面可变形壁障碰撞，碰撞过程遵从动量 守恒定律
☆ 最后壁障和被碰撞车分离。
壁障 m
被碰撞车 M
V0
车门内饰和髋部接 触面积不足
髋部推动块实物
假人髋部位置
髋部推动块优化
侧面约束系统设计
★ 侧面约束系统零部件性能设计
☆ 内饰优化
• 碰撞后不能产生锐边。
受力破 裂位置
对储物盒上端破 裂处添加加强筋 以增强其抗冲击 能力
车门内饰优化方案
优化前后车门内饰变形对比
侧面约束系统设计
★ 侧面碰撞假人及碰撞测量通道
静止
mV0=(m+M)V
m
M
V 能量的关系
侧面碰撞理论
★ 侧面碰撞理论分析
☆ 随着整车速度增加，MDB的速度逐渐下降，最终两车速度达到相同； ☆ 由于车门质量小，碰撞时速度上升很快； ☆ 由于惯性假人保持静止状态，直到受到车门的撞击才开始运动。
车门内板速度
MDB的速度 车门保持高
MDB与车辆达 速侵入运动 到共同速度
侧面约束系统设计
★ 侧面约束系统设计方法
☆ MADYMO仿真
• 零部件仿真，PSM仿真，模型对标。
SAB模型
PSM 录像
零
座垫、车门内饰、B柱内饰、侧气囊、
部
侧气帘
侧
件
面
验
碰
证
试验数据分析
撞
模
髋部受力
型
子
验
结
证
构
流
模
程
型
腹部受力 肋部压缩量
接触时间，峰值， 峰值时间，形状
验
肋部VC值
证
x-向，z-向，形状，峰
髋部
耻骨力
3.0KN
6.0KN
4~0
罚分项(EuroNCAP)
如果配备侧面安全气囊但气囊未完全展开或存在被 认为不能够提供保护的情况
-1
SID-IIS假人 (C-NCAP)
头部 髋部
HIC15 骨盆合力
500 3.5KN
700
1~0
5.5KN
1~0
总体罚分项 (C-NCAP) 总体罚分项 (Euro-NCAP)
汽车侧面碰撞性能设计
20130517
目录
★序言 ★侧面碰撞理论 ★侧面结构安全设计 ★侧面约束系统设计 ★展望
★ 侧面碰撞交通事故
序言
序言
★ 侧面碰撞评价体系
☆ 侧面碰撞法规:GB20071-2006，ECER95，FMVSS214； ☆ 新车评价体系：C-NCAP，Euro-NCAP，A-NCAP，USNCAP，J-NCAP； ☆ 美国高速公路保险协会IIHS：侧面碰撞测试； ☆ 主要包含可移动变形壁障碰撞和侧面柱碰撞两种碰撞形式。
• 有一定的缓冲吸能空间 • 避开特别突出的造型，以免造成集中受力
侧面碰撞内饰设计要求
侧面约束系统设计
★ 侧面约束系统零部件性能设计
☆ 车门内饰造型设计实例
造型要求
保证假人胸部对应 位置的车门内饰板 与车门内板之间的 距离，具有足够的 吸能空间
实例说明
车门内饰板的杂物盒 的造型避开假人髋部 的对应区域，并保留 髋部推动块的布置空 间，保证侧碰过程中 车门内饰板对假人的 推动作用及充足的髋 部接触的空间