补充知识 汽车被动安全性
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• 被动安全系统 – 安全车身结构 外部安全 – 乘员保护系统 内部安全
2021/1/16
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13.2 安全车身结构
• 功能 – 尽可能缓冲和吸收车辆及乘员运动能量 – 确何乘员有效生存空间，且易于逃脱和车外救护
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3
13.2.1 车身变形特性—碰撞形式
• 前碰撞 • 侧面碰撞 • 追尾碰撞 • 翻滚
基于Hyperworks的车身碰撞有限元分析 A car’s colliding with wall based on Hyperworks finite element software
长安大学 袁显举
本文利用Hyperworks有限元软件的高精度计算能力来分 析车身的刚性碰撞，同时对碰撞过程中乘员的姿态变化以及 所受冲击进行简单模拟。最终通过分析结果对车身的设计参 数提出修改意见。
• 汽车防撞钢梁（视频） 一辆车应该有
前后两根防撞U型 钢梁（3mm厚)。 前面一根，在正面 碰撞时候起作用， 后面一根，在被追 尾时候起作用。
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13.2.2 车身结构安全设计
• 理想的安全汽车结构变形 • P85,图4-4
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13.2.2 车身结构安全设计
13.2.3 车身碰撞过程的数据分析
1. 车身碰撞有限元分析过程
• P89,图4-9,图4-10
2.车身碰撞过程的计算机仿真 1)多刚体动力学方法 采用 MVMA2D,MADYM02D等软件 2)动态大变形非线性有限元法 3)多刚体动力学和动态大变形非线性有限元 混合法
13.2.3 车身碰撞过程的数据分析
方流向车身后方。
赛车行驶时气流旋涡：气流流过车轮处紊乱并 形成旋涡(蓝色)；气流流过车顶时保持良好秩 序，经过尾翼下方时迅速紊乱并形成巨大的旋
涡(阻力的最大源泉) 。
13.3 汽车座椅安全带
13.3.1 安全带分类 13.3.2 安全带组成 13.3.3 安全带改进
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13.3.1 安全带分类
第13章-2 补充知识汽车被动安全性
• 13.1 概述 • 13.2 车身结构 • 13.3 安全带 • 13.4 安全气囊 • 13.5 座椅 • 13.6 转向系
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13.1 概述
• 被动安全性 – 指事故发生时保护乘员和步行者，使直接损失降至最低的能力。 – 分为车外被动安全性和车内被动安全性 – 一次碰撞 （汽车与障碍碰撞）和二次碰撞 （驾驶员与车内物体碰撞）
赛车车身空气动 力学计算机仿真
• 维特C6R GT2赛车的CAD三视 图和透视图
这幅CFD（计算流体力学）仿真图展示 了C6R GT2赛车行驶时，气流流过赛车
表面的概况。
ຫໍສະໝຸດ Baidu
展示了C6R GT2赛车行驶时车身表面各 部分受到的下压力情况：红色表示大 数值的下压力；蓝色表示小数值的下
压力。
赛车刹车时散热气流的流线：前轮刹车盘的散 热气流从前轮流出，沿着车身侧面流向车身后 方；发动机散热气流流过车顶，并经过尾翼下
5. 紧急锁止卷收器
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13.3.3 提高安全带性能的方法
1. 织带预拉紧器（预张器 ） 2. 限荷器:移动卷收器放松织带，减小拉力
图4-19, 销轴挤压支架梯形长槽,槽变形使卷收 器沿支架的长槽向上滑动,限制最大拉力。
3. 高度调节器 4. 自动紧急锁止 5. 安全带自动佩带装置
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13.2.1车身变形特性—正面碰撞
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13.2.1车身变形特性—正面碰撞
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13.2.1车身变形特性—正面碰撞
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测试车辆以55～56km/h的速度撞向刚 性壁障，车前部发生了吸能溃缩形变.
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13.2.1 车身变形特性—侧面碰撞
• 侧面碰撞时载荷传递路径
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13.2.1 车身变形特性— 侧面碰撞
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13.2.1车身变形特性—侧面碰撞
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13.2.1 车身变形特性—侧面碰撞
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13.2.1 车身变形特性—侧面碰撞
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13.2.1 车身变形特性—追尾
• 安全带的发明者Nils Bohlin • 沃尔沃公司 • 1959年 • 三点式安全带
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13.3.1 安全带分类
• 1.安全带的作用与原理
– 将乘员约束在座椅上，减小二次碰撞危险
• 2.安全带分类
主动型—人工锁扣、解扣
被动型---车门关闭、开启后自动锁扣、解扣
两点式---腰带、肩带
三点式---连续、分离，兼有腰带、肩带功能
全背式---马甲式
见图4-14
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13.3.1 安全带分类
13.3.1 安全带分类
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13.3.2 安全带组成
卷收器 织带
插板
锁扣
调节件
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13.3.2 安全带的组成
• 组成 – 织带：高强度，能量吸收性，耐磨，延伸性 • GB规定抗拉强度达到 22260 N以上 – 带扣（插板）、带扣锁（锁扣）：快速约束、解脱 – 卷收器：无锁止卷收器、自锁式卷收器、紧急锁止式卷收器 – 调节件：调节织带长度 – 预张器 ：发生撞车事故时，预先张紧并锁住安全带，弥补了紧急锁止卷收器的 不足。
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13.3.2 安全带的组成
卷收器分为自锁式卷收器和紧急锁止式卷收器。 • 自锁式卷收器可自由地将织带拉出，一旦将织带拉到
所需长度之后即自动锁紧。如果在拉出过程即使尚未 达到所需长度而中途停顿，也会被自动锁紧，只能使 其缩回重拉。 • 紧急锁止卷收器在汽车正常行状态下，织带随乘员需 要自由伸缩，但当汽车速度急骤变化时，其锁止机构 锁止并保持束紧力。传感方式有三种：感受织带拉出 加速度的、感受汽车加速度的和复合式。
• 1. 前保险杠（图4-6） – 作用：吸能，避免重要部件损坏 – 分类：阻尼型，弹性型等
• 2.后保险杠 • 3.侧围保险杠 • 4. 吸能车架（图4-7） • 5.翻车安全对策
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本田雅本阁田被雅动安阁全车身被动安全技术
本田雅阁车身被动安全技术
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13.3 翻车安全对策
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13.2 安全车身结构
• 功能 – 尽可能缓冲和吸收车辆及乘员运动能量 – 确何乘员有效生存空间，且易于逃脱和车外救护
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13.2.1 车身变形特性—碰撞形式
• 前碰撞 • 侧面碰撞 • 追尾碰撞 • 翻滚
基于Hyperworks的车身碰撞有限元分析 A car’s colliding with wall based on Hyperworks finite element software
长安大学 袁显举
本文利用Hyperworks有限元软件的高精度计算能力来分 析车身的刚性碰撞，同时对碰撞过程中乘员的姿态变化以及 所受冲击进行简单模拟。最终通过分析结果对车身的设计参 数提出修改意见。
• 汽车防撞钢梁（视频） 一辆车应该有
前后两根防撞U型 钢梁（3mm厚)。 前面一根，在正面 碰撞时候起作用， 后面一根，在被追 尾时候起作用。
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13.2.2 车身结构安全设计
• 理想的安全汽车结构变形 • P85,图4-4
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13.2.2 车身结构安全设计
13.2.3 车身碰撞过程的数据分析
1. 车身碰撞有限元分析过程
• P89,图4-9,图4-10
2.车身碰撞过程的计算机仿真 1)多刚体动力学方法 采用 MVMA2D,MADYM02D等软件 2)动态大变形非线性有限元法 3)多刚体动力学和动态大变形非线性有限元 混合法
13.2.3 车身碰撞过程的数据分析
方流向车身后方。
赛车行驶时气流旋涡：气流流过车轮处紊乱并 形成旋涡(蓝色)；气流流过车顶时保持良好秩 序，经过尾翼下方时迅速紊乱并形成巨大的旋
涡(阻力的最大源泉) 。
13.3 汽车座椅安全带
13.3.1 安全带分类 13.3.2 安全带组成 13.3.3 安全带改进
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13.3.1 安全带分类
第13章-2 补充知识汽车被动安全性
• 13.1 概述 • 13.2 车身结构 • 13.3 安全带 • 13.4 安全气囊 • 13.5 座椅 • 13.6 转向系
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13.1 概述
• 被动安全性 – 指事故发生时保护乘员和步行者，使直接损失降至最低的能力。 – 分为车外被动安全性和车内被动安全性 – 一次碰撞 （汽车与障碍碰撞）和二次碰撞 （驾驶员与车内物体碰撞）
赛车车身空气动 力学计算机仿真
• 维特C6R GT2赛车的CAD三视 图和透视图
这幅CFD（计算流体力学）仿真图展示 了C6R GT2赛车行驶时，气流流过赛车
表面的概况。
ຫໍສະໝຸດ Baidu
展示了C6R GT2赛车行驶时车身表面各 部分受到的下压力情况：红色表示大 数值的下压力；蓝色表示小数值的下
压力。
赛车刹车时散热气流的流线：前轮刹车盘的散 热气流从前轮流出，沿着车身侧面流向车身后 方；发动机散热气流流过车顶，并经过尾翼下
5. 紧急锁止卷收器
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13.3.3 提高安全带性能的方法
1. 织带预拉紧器（预张器 ） 2. 限荷器:移动卷收器放松织带，减小拉力
图4-19, 销轴挤压支架梯形长槽,槽变形使卷收 器沿支架的长槽向上滑动,限制最大拉力。
3. 高度调节器 4. 自动紧急锁止 5. 安全带自动佩带装置
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13.2.1车身变形特性—正面碰撞
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测试车辆以55～56km/h的速度撞向刚 性壁障，车前部发生了吸能溃缩形变.
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13.2.1 车身变形特性—侧面碰撞
• 侧面碰撞时载荷传递路径
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13.2.1 车身变形特性— 侧面碰撞
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13.2.1车身变形特性—侧面碰撞
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13.2.1 车身变形特性—侧面碰撞
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13.2.1 车身变形特性—侧面碰撞
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13.2.1 车身变形特性—追尾
• 安全带的发明者Nils Bohlin • 沃尔沃公司 • 1959年 • 三点式安全带
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13.3.1 安全带分类
• 1.安全带的作用与原理
– 将乘员约束在座椅上，减小二次碰撞危险
• 2.安全带分类
主动型—人工锁扣、解扣
被动型---车门关闭、开启后自动锁扣、解扣
两点式---腰带、肩带
三点式---连续、分离，兼有腰带、肩带功能
全背式---马甲式
见图4-14
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13.3.1 安全带分类
13.3.1 安全带分类
2021/1/16
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13.3.2 安全带组成
卷收器 织带
插板
锁扣
调节件
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34
13.3.2 安全带的组成
• 组成 – 织带：高强度，能量吸收性，耐磨，延伸性 • GB规定抗拉强度达到 22260 N以上 – 带扣（插板）、带扣锁（锁扣）：快速约束、解脱 – 卷收器：无锁止卷收器、自锁式卷收器、紧急锁止式卷收器 – 调节件：调节织带长度 – 预张器 ：发生撞车事故时，预先张紧并锁住安全带，弥补了紧急锁止卷收器的 不足。
2021/1/16
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13.3.2 安全带的组成
卷收器分为自锁式卷收器和紧急锁止式卷收器。 • 自锁式卷收器可自由地将织带拉出，一旦将织带拉到
所需长度之后即自动锁紧。如果在拉出过程即使尚未 达到所需长度而中途停顿，也会被自动锁紧，只能使 其缩回重拉。 • 紧急锁止卷收器在汽车正常行状态下，织带随乘员需 要自由伸缩，但当汽车速度急骤变化时，其锁止机构 锁止并保持束紧力。传感方式有三种：感受织带拉出 加速度的、感受汽车加速度的和复合式。
• 1. 前保险杠（图4-6） – 作用：吸能，避免重要部件损坏 – 分类：阻尼型，弹性型等
• 2.后保险杠 • 3.侧围保险杠 • 4. 吸能车架（图4-7） • 5.翻车安全对策
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本田雅本阁田被雅动安阁全车身被动安全技术
本田雅阁车身被动安全技术
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13.3 翻车安全对策