车身结构分析汽车碰撞安全.pptx
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1、汽车碰撞安全碰撞安全性:1 主动安全:(1)汽车所具有的减少交通事故发生概率的能力(2)研究内容包括汽车的操纵稳定性能、制动性能、灯光系统和驾驶员视野性能等2 被动安全:(1)汽车所具有的在交通事故发生时保护乘员免受伤害的能力(2)研究内容包括车身结构抗撞性、约束系统性能、转向系统的防伤性能等碰撞的形式 通常将汽车的碰撞形式分为正面碰撞、侧面碰撞、后面碰撞和滚翻,在交通事故中,发生不同形式碰撞的比例不同 (1)正碰:占总数比例最高由于已采取了很多成功措施,人员死亡数只占汽车碰撞事故总死亡人数的比例并不高 (2)侧碰:占总数比正碰少。由于对乘员的保护比正碰困难,人员死亡数占汽车碰撞事故总死亡人数
2、的较高 (3)滚翻:发生的比例虽很小,但死亡率很高,死亡人数占碰撞事故死亡总人数的,多数是由于乘员被甩出乘员舱造成的 (4)后碰:发生的比例也很小且通常是低速碰撞,死亡比例低,颈部的鞭梢性伤害是经常出现的伤害形式汽车被动安全法规 目前,关于汽车被动安全性要求的公开规范主要有法规和民间性质评价程序,规定了对汽车被动安全性的要求和规范化的试验方法,为车身结构抗撞性设计指明了目标:(1)汽车产品认证制度,是国家对汽车产品管理的一种方式,产品只有通过认证,才能在市场上销售。汽车安全法规已经成为推动汽车工业技术进步和不断提高汽车安全性的主要动力之一。(2)汽车安全性法规中比较有代表性的是美国联邦机动车安
3、全法规(FMVSS)欧洲法规(ECE)1美国汽车被动安全法规美国汽车被动安全法规2 2欧洲汽车被动安全法规欧洲汽车被动安全法规欧洲汽车被动安全法规欧洲汽车被动安全法规 3 3我国汽车被动安全的强制性标准和法规我国汽车被动安全的强制性标准和法规 以欧洲ECE/EEC汽车技术法规体系为主要参考,在具体内容上紧跟欧、美、日三大汽车法规体系的协调成果,从1993年第一批强制性标准发布以来,汽车安全方面的标准共有66项,其中主动安全23项,被动安全24项,一般安全19项驾驶员碰撞伤害原因 (1)生存空间丧失,乘员舱外部结构的侵入或乘员舱的变形,导致乘员生存空间的丧失,使乘员受到挤压或撞击(2)碰撞中,乘
4、员生存空间未丧失情况下,乘员与汽车内部结构的碰撞或被抛出车外被称为二次碰撞,这也是造成碰撞中乘员伤害的一类主要原因,措施:座椅和安全带对乘员的约束;通过内部吸能装置(3)碰撞后不能快速逃逸与被救援(4)碰撞火灾碰撞伤害机理 (1)头部 (2)颈部伤害 (3)胸部损伤 (4)腹部损伤 (5)其他部位损伤碰撞人员损伤评价指标(1)碰撞人体响应的安全指标A,汽车安全法规是以人体响应为核心定义的:人体响应安全指标A为实际测得的指标为法定规定的指标碰撞人员损伤评价指标 (2)脑损伤:引入加权方法的碰撞加速度对事件的积分值来评价伤害指数 其中为其中为a a加速度,为加速度,为n n加权因子,史坦尔克提出:
5、加权因子,史坦尔克提出:侧向加速度达到侧向加速度达到76g76g,撞击时间超过,撞击时间超过20ms20ms的为阀值,的为阀值,超过此限值,人脑的伤害不可逆超过此限值,人脑的伤害不可逆碰撞人员损伤评价指标 头部撞击时SI=1000为脑震荡容许值:HIC值是碰撞过程中头部受到加速度的综合反映,和碰撞速度和作用时间相关,时间足够大才能满足要求:颈部损伤示意图(1)100正面碰撞 (1)在这项试验中,可以得到的最高分数为 18 分。(2)前排假人可以得到的最高分数为 16 分,评分部位为假人的头部、颈部、胸部、大腿部和小腿部,每个部位最高得分分别为 5 分、2 分、5 分、2 分和 2 分。(3)第
6、二排女性假人可以得到的最高分数为 2 分,按照女性假人身体区域被分为头部、颈部、胸部,每个部位最高得分分别为 0.8 分、0.2 分、1 分。头部评分 (1)高性能限值:头部伤害指数(HIC 1000;3ms 合成加速度值 88g (3)转向管柱向上位移量 罚分 72mm 0 88mm 1 对于中间值,采用线性插值的方法得出相应分数,并采用四舍五入的方法保留到小数点后两位。颈部评分 (1)高性能限值:剪切力 Fx 1.9kN(0 msec),1.2kN(25 35 msec),1.1 kN(45 msec)张力 Fz 2.7kN(0 msec),2.3kN(35 msec),1.1 kN(60
7、 msec)伸张弯矩 My 42Nm (2)低性能限值:剪切力 Fx 3.1kN(0 msec),1.5kN(25 35 msec),1.1 kN(45 msec)张力 Fz 3.3kN(0 msec),2.9kN(35 msec),1.1 kN(60 msec)伸张弯矩 My 57Nm胸部评分 (1)高性能限值:压缩变形量 22mm;粘性指数(VC)0.5m/s (2)低性能限值:压缩变形量 50mm;粘性指数(VC)1.0m/s (3)转向管柱向上位移量 罚分 90mm 0 110mm 1 (4)A 柱向后位移量 罚分 100mm 0 200mm 2 对于中间值,采用线性插值的方法得出相应
8、分数,并采用四舍五入的方法保留到小数点后两位。腹部评分 (1)该部位最高得分为 4 分,最低得分为 0 分。假人腹部得分通过测量假人相关指标而产生,其评价指标为腹部力,其对应最高分为 4 分,采用高性能限值和低性能限值来计算。(2)高性能限值:腹部力 1.0kN 低性能限值:腹部力 2.5kN 大小腿评分1、大腿(1)高性能限值:大腿压缩力 3.8kN;#膝盖滑动位移 6mm(2)低性能限值:大腿压缩力 9.07kN(0 msec)#或者7.56kN 10msec 膝盖滑动位移 15mm2、小腿(1)高性能限值:胫骨指数(TI)=0.4;#小腿压缩力=2KN(2)低性能限值:胫骨指数(TI)=
9、1.3#小腿压缩力=8KN 大小腿评分1、大腿、小腿罚分 踏板向后位移量 罚分 100mm 0 200mm 1 踏板向上位移量 罚分 72mm 0 88mm 1 骨盆评分 (1)该部位最高得分为 4 分,最低得分为 0 分。假人骨盆得分通过测量假人相关指标而产生,其评价指标为耻骨力,其对应最高分为 4 分,采用高性能限值和低性能限值来计算。(2)高性能限值:耻骨力 3.0kN 低性能限值:耻骨力 6.0kN 对汽车碰撞性能提出的要求 1:对正面障碍物的冲击(1)试验中-汽车以48.3km/h的车速撞击障碍物,转向柱相对驾驶室的移动量不超过12.7cm(2)风窗玻璃安装条完整性(3)燃料系试验车
10、加满90%-95%的油量冲击试验燃油不超出30ml,冲击后静力翻车试验转270度,每次90度,在此头5分钟流出量小于150ml,以后每分钟不超出30ml100%正面碰撞 (1)试验车辆 100%重叠正面冲击固定刚性壁障(试验速度不得低于50km/h)。(2)试验车辆到达壁障的路线在横向任一方向偏离理论轨迹均不得超过 150mm。(3)在前排驾驶员和乘员位置分别放置一个 Hybrid III 型第 50 百分位男性假人,用以测量前排人员受伤害情况。在第二排座椅最左侧座位上放置一个 Hybrid III 型第 5 百分位女性假人,用以测量第二排人员受伤害情况。在第二排最右侧座位上放置一个 P 系列
11、 3 岁儿童假人,用以考核员约束系统性能及对儿童乘员的保护GB 11551-2003 我国参照欧洲的ECE R94法规制定了国家强制标准GB 11551-2003 乘用车正面碰撞的乘员保护40%正面碰撞 (1)试验车辆 40%重叠正面冲击固定可变形吸能壁障。碰撞速度为 6365km/h;(2)偏置碰撞车辆与可变形壁障碰撞重叠宽度应在 40%车宽20mm 的范围内。(3)在前排驾驶员和乘员位置分别放置一个Hybrid III 型第 50 百分位男性假人,用以测量前排人员受伤害情况。在第二排座椅最左侧座位上放置一个 Hybrid III 型第 5 百分位女性假人,用以测量第二排人员受伤害情况。对汽
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