1、.,1,汽車(chē)碰撞安全,碰撞安全性： 1 主動(dòng)安全： （1）汽車(chē)所具有的減少交通事故發(fā)生概率的能力 （2）研究?jī)?nèi)容包括汽車(chē)的操縱穩(wěn)定性能、制動(dòng)性能、燈光系統(tǒng)和駕駛員視野性能等 2 被動(dòng)安全： （1）汽車(chē)所具有的在交通事故發(fā)生時(shí)保護(hù)乘員免受傷害的能力 （2）研究?jī)?nèi)容包括車(chē)身結(jié)構(gòu)抗撞性、約束系統(tǒng)性能、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的防傷性能等,.,2,碰撞的形式,通常將汽車(chē)的碰撞形式分為正面碰撞、側(cè)面碰撞、后面碰撞和滾翻 ，在交通事故中，發(fā)生不同形式碰撞的比例不同 （1）正碰：占總數(shù)比例最高由于已采取了很多成功措施，人員死亡數(shù)只占汽車(chē)碰撞事故總死亡人數(shù)的比例并不高 （2）側(cè)碰：占總數(shù)比正碰少。由于對(duì)乘員的保護(hù)比正碰困難，

2、人員死亡數(shù)占汽車(chē)碰撞事故總死亡人數(shù)的較高 （3）滾翻：發(fā)生的比例雖很小，但死亡率很高，死亡人數(shù)占碰撞事故死亡總?cè)藬?shù)的，多數(shù)是由于乘員被甩出乘員艙造成的 （4）后碰：發(fā)生的比例也很多但通常是低速碰撞，死亡比例低，頸部的鞭梢性傷害是經(jīng)常出現(xiàn)的傷害形式,.,3,汽車(chē)被動(dòng)安全法規(guī),目前，關(guān)于汽車(chē)被動(dòng)安全性要求的公開(kāi)規(guī)范主要有法規(guī)和民間性質(zhì)評(píng)價(jià)程序，規(guī)定了對(duì)汽車(chē)被動(dòng)安全性的要求和規(guī)范化的試驗(yàn)方法，為車(chē)身結(jié)構(gòu)抗撞性設(shè)計(jì)指明了目標(biāo)： （1）汽車(chē)產(chǎn)品認(rèn)證制度，是國(guó)家對(duì)汽車(chē)產(chǎn)品管理的一種方式，產(chǎn)品只有通過(guò)認(rèn)證，才能在市場(chǎng)上銷(xiāo)售。汽車(chē)安全法規(guī)已經(jīng)成為推動(dòng)汽車(chē)工業(yè)技術(shù)進(jìn)步和不斷提高汽車(chē)安全性的主要?jiǎng)恿χ弧?（2）

3、汽車(chē)安全性法規(guī)中比較有代表性的是美國(guó)聯(lián)邦機(jī)動(dòng)車(chē)安全法規(guī)（FMVSS）歐洲法規(guī)（ECE）,.,4,3我國(guó)汽車(chē)被動(dòng)安全的強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī) 以歐洲ECE/EEC汽車(chē)技術(shù)法規(guī)體系為主要參考，在具體內(nèi)容上緊跟歐、美、日三大汽車(chē)法規(guī)體系的協(xié)調(diào)成果，從1993年第一批強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布以來(lái)，汽車(chē)安全方面的標(biāo)準(zhǔn)共有66項(xiàng)，其中主動(dòng)安全23項(xiàng)，被動(dòng)安全24項(xiàng)，一般安全19項(xiàng),.,5,駕駛員碰撞傷害原因,（1）生存空間喪失，乘員艙外部結(jié)構(gòu)的侵入或乘員艙的變形，導(dǎo)致乘員生存空間的喪失，使乘員受到擠壓或撞擊 （2）碰撞中，乘員生存空間未喪失情況下，乘員與汽車(chē)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的碰撞或被拋出車(chē)外被稱(chēng)為二次碰撞，這也是造成碰撞中乘員傷

4、害的一類(lèi)主要原因，措施：座椅和安全帶對(duì)乘員的約束；通過(guò)內(nèi)部吸能裝置 （3）碰撞后不能快速逃逸與被救援 （4）碰撞火災(zāi),.,6,碰撞傷害機(jī)理,（1）頭部 （2）頸部傷害 （3）胸部損傷 （4）腹部損傷 （5）其他部位損傷,.,7,碰撞人員損傷評(píng)價(jià)指標(biāo),（1）碰撞人體響應(yīng)的安全指標(biāo)A，汽車(chē)安全法規(guī)是以人體響應(yīng)為核心定義的：人體響應(yīng)安全指標(biāo)A,為實(shí)際測(cè)得的指標(biāo),為法定規(guī)定的指標(biāo),.,8,碰撞人員損傷評(píng)價(jià)指標(biāo),（2）腦損傷：引入加權(quán)方法的碰撞加速度對(duì)事件的積分值來(lái)評(píng)價(jià)傷害指數(shù),其中為a加速度，為n加權(quán)因子，史坦?fàn)柨颂岢觯簜?cè)向加速度達(dá)到76g，撞擊時(shí)間超過(guò)20ms的為閥值，超過(guò)此限值，人腦的傷害不可逆,

5、.,9,碰撞人員損傷評(píng)價(jià)指標(biāo),頭部撞擊時(shí)SI=1000為腦震蕩容許值：,HIC值是碰撞過(guò)程中頭部受到加速度的綜合反映，和碰撞速度和作用時(shí)間相關(guān)，時(shí)間足夠大才能滿足要求：,.,10,頸部損傷示意圖（1）,.,11,100正面碰撞,（1）在這項(xiàng)試驗(yàn)中，可以得到的最高分?jǐn)?shù)為 18 分。 （2）前排假人可以得到的最高分?jǐn)?shù)為 16 分，評(píng)分部位為假人的頭部、頸部、胸部、大腿部和小腿部，每個(gè)部位最高得分分別為 5 分、2 分、5 分、2 分和 2 分。 （3）第二排女性假人可以得到的最高分?jǐn)?shù)為 2 分，按照女性假人身體區(qū)域被分為頭部、頸部、胸部，每個(gè)部位最高得分分別為 0.8 分、0.2 分、1 分。,.

6、,12,頭部評(píng)分,（1）高性能限值： 頭部傷害指數(shù)（HIC 1000；3ms 合成加速度值 88g （3）轉(zhuǎn)向管柱向上位移量 罰分 72mm 0 88mm 1 對(duì)于中間值，采用線性插值的方法得出相應(yīng)分?jǐn)?shù)，并采用四舍五入的方法保留到小數(shù)點(diǎn)后兩位。,.,13,頸部評(píng)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) 張力 Fz 2.7kN (0 msec), 2.3kN (35 msec)， 1.1 kN ( 60 msec) 伸張彎矩 My 42Nm （2）低性能限值： 剪切力 Fx 3.1kN(0 ms

7、ec)， 1.5kN (25 35 msec)， 1.1 kN (45 msec) 張力 Fz 3.3kN ( 0 msec), 2.9kN (35 msec)， 1.1 kN (60 msec) 伸張彎矩 My 57Nm,.,14,胸部評(píng)分,（1）高性能限值： 壓縮變形量 22mm；粘性指數(shù)(VC) 0.5m/s （2）低性能限值： 壓縮變形量 50mm；粘性指數(shù)(VC) 1.0m/s （3）轉(zhuǎn)向管柱向上位移量 罰分 90mm 0 110mm 1 （4）A 柱向后位移量 罰分 100mm 0 200mm 2 對(duì)于中間值，采用線性插值的方法得出相應(yīng)分?jǐn)?shù)，并采用四舍五入的方法保留到小數(shù)點(diǎn)后兩位。

8、,.,15,腹部評(píng)分,（1）該部位最高得分為 4 分，最低得分為 0 分。假人腹部得分通過(guò)測(cè)量假人相關(guān)指標(biāo)而產(chǎn)生，其評(píng)價(jià)指標(biāo)為腹部力，其對(duì)應(yīng)最高分為 4 分，采用高性能限值和低性能限值來(lái)計(jì)算。 （2）高性能限值： 腹部力 1.0kN 低性能限值： 腹部力 2.5kN,.,16,大小腿評(píng)分,1、大腿 （1）高性能限值：大腿壓縮力 3.8kN； # 膝蓋滑動(dòng)位移 6mm （2）低性能限值：大腿壓縮力 9.07kN （ 0 msec） # 或者7.56kN（ 10msec） 膝蓋滑動(dòng)位移 15mm 2、小腿 （1）高性能限值：脛骨指數(shù)（TI）=0.4； # 小腿壓縮力=2KN （2）低性能限值：脛骨

9、指數(shù)（TI）=1.3 # 小腿壓縮力=8KN,.,17,大小腿評(píng)分,2、大腿、小腿罰分 踏板向后位移量 罰分 100mm 0 200mm 1 踏板向上位移量 罰分 72mm 0 88mm 1,.,18,骨盆評(píng)分,（1）該部位最高得分為 4 分，最低得分為 0 分。假人骨盆得分通過(guò)測(cè)量假人相關(guān)指標(biāo)而產(chǎn)生，其評(píng)價(jià)指標(biāo)為恥骨力，其對(duì)應(yīng)最高分為 4 分，采用高性能限值和低性能限值來(lái)計(jì)算。 （2）高性能限值： 恥骨力 3.0kN 低性能限值： 恥骨力 6.0kN,.,19,對(duì)汽車(chē)碰撞性能提出的要求,1：對(duì)正面障礙物的沖擊 （1）試驗(yàn)中-汽車(chē)以48.3km/h的車(chē)速撞擊障礙物，轉(zhuǎn)向柱相對(duì)駕駛室的移動(dòng)量不超

10、過(guò)12.7cm （2）風(fēng)窗玻璃安裝條完整性 （3）燃料系試驗(yàn)車(chē)加滿90%-95%的油量沖擊試驗(yàn)燃油不超出30ml，沖擊后靜力翻車(chē)試驗(yàn)轉(zhuǎn)270度，每次90度，在此頭5分鐘流出量小于150ml，以后每分鐘不超出30ml,.,20,100%正面碰撞,(1)試驗(yàn)車(chē)輛 100%重疊正面沖擊固定剛性壁障（試驗(yàn)速度不得低于50km/h）。 (2)試驗(yàn)車(chē)輛到達(dá)壁障的路線在橫向任一方向偏離理論軌跡均不得超過(guò) 150mm。 (3)在前排駕駛員和乘員位置分別放置一個(gè) Hybrid III 型第 50 百分位男性假人，用以測(cè)量前排人員受傷害情況。在第二排座椅最左側(cè)座位上放置一個(gè) Hybrid III 型第 5 百分位

11、女性假人，用以測(cè)量第二排人員受傷害情況。在第二排最右側(cè)座位上放置一個(gè) P 系列 3 歲兒童假人，用以考核員約束系統(tǒng)性能及對(duì)兒童乘員的保護(hù),.,21,GB 11551-2003,我國(guó)參照歐洲的ECE R94法規(guī)制定了國(guó)家強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)GB 11551-2003 乘用車(chē)正面碰撞的乘員保護(hù),.,22,40%正面碰撞,(1)試驗(yàn)車(chē)輛 40%重疊正面沖擊固定可變形吸能壁障。碰撞速度為 6365km/h; (2)偏置碰撞車(chē)輛與可變形壁障碰撞重疊寬度應(yīng)在 40%車(chē)寬20mm 的范圍內(nèi)。 (3)在前排駕駛員和乘員位置分別放置一個(gè)Hybrid III 型第 50 百分位男性假人，用以測(cè)量前排人員受傷害情況。在第二排座

12、椅最左側(cè)座位上放置一個(gè) Hybrid III 型第 5 百分位女性假人，用以測(cè)量第二排人員受傷害情況。,.,23,.,24,對(duì)汽車(chē)碰撞性能提出的要求,.,25,前碰載荷傳遞路徑,.,26,前碰,.,27,后碰,（1）將試驗(yàn)車(chē)輛駕駛員側(cè)座椅及約束系統(tǒng)仿照原車(chē)結(jié)構(gòu)，固定安裝在移動(dòng)滑車(chē)上，滑車(chē)以速度變化量為 16km/h 的特定加速度波形發(fā)射，模擬后碰撞過(guò)程。 (2)座椅上放置 BioRID II 型假人，通過(guò)測(cè)量后碰撞過(guò)程中頸部受到的傷害情況，用以評(píng)價(jià)車(chē)輛座椅頭枕對(duì)乘員頸部的保護(hù)效果。,.,28,對(duì)汽車(chē)碰撞性能提出的要求,2: 后碰 車(chē)輛解除制動(dòng)，變速器置空檔，受到48.3km/h，8800kg的

13、擺錘或障礙物沖擊燃料不得超出正碰規(guī)定,.,29,后碰,.,30,后碰載荷傳遞路徑,.,31,.,32,可變壁障側(cè)碰,(1)移動(dòng)臺(tái)車(chē)前端加裝可變形吸能壁障沖擊試驗(yàn)車(chē)輛駕駛員側(cè)，移動(dòng)壁障行駛方向與試驗(yàn)車(chē)輛垂直，移動(dòng)壁障中心線對(duì)準(zhǔn)試驗(yàn)車(chē)輛 R 點(diǎn)，碰撞速度為 （試驗(yàn)速度不得低于 50km/h）；移動(dòng)壁障的縱向中垂面與試驗(yàn)車(chē)輛上通過(guò)碰撞側(cè)前排座椅 R 點(diǎn)的橫斷垂面之間的距離應(yīng)在25mm內(nèi)。 （2）在駕駛員位置放置一個(gè) EuroSID II 型假人, 用以測(cè)量駕駛員位置受傷害情況。在第二排座 椅被撞擊側(cè)放置 SID-IIs（D 版）假人，用以測(cè)量第二排人員受傷害情況。（詳見(jiàn)第四章規(guī)定的碰 撞試驗(yàn)方法）,

14、.,33,對(duì)汽車(chē)碰撞性能提出的要求,3：側(cè)向移動(dòng)障礙物對(duì)汽車(chē)的沖擊： 32.2km/h，8800kg的障礙物沿垂直汽車(chē)縱軸方向沖擊汽車(chē)（接觸面），燃油流出量不超出正碰規(guī)定,.,34,可變壁障側(cè)碰,.,35,側(cè)碰載荷傳遞路徑,.,36,可變壁障側(cè)碰,.,37,可變壁障側(cè)碰,.,38,對(duì)汽車(chē)碰撞性能提出的要求,4 ：車(chē)頂抗壓強(qiáng)度： 加載的力為1.5倍車(chē)身或22240N之間較小者位移量不超出127mm,前視,側(cè)視,.,39,抗壓傳遞路線圖,.,40,車(chē)門(mén)鉸柱靜力強(qiáng)度測(cè)試,按照國(guó)標(biāo)GB15086-2013規(guī)定 （1）車(chē)門(mén)鉸柱可承受11000N的縱向載荷，鉸柱機(jī)構(gòu)不脫開(kāi)； （2）車(chē)門(mén)鉸柱可承受9000N

15、的垂直向載荷，鉸柱機(jī)構(gòu)不脫落。,.,41,車(chē)頂抗壓強(qiáng)度,.,42,對(duì)汽車(chē)碰撞性能提出的要求,翻滾試驗(yàn)示意圖：臺(tái)車(chē),.,43,.,44,對(duì)汽車(chē)碰撞性能提出的要求,5： 車(chē)內(nèi)乘員保護(hù) 人頭模型已24km/h的速度撞擊儀表等，若任何時(shí)刻人頭產(chǎn)生的加速度值超過(guò)80g，那么持續(xù)時(shí)間不得超過(guò)3ms,.,45,碰撞人員損傷評(píng)價(jià)指標(biāo),（2）胸部忍受撞擊的評(píng)價(jià)價(jià)指標(biāo)： FMSS208規(guī)定，碰撞時(shí)間大于30ms的加速度不得超過(guò)60g，胸部壓縮量小于76.2mm （3）其他部位的撞擊極限性能指標(biāo),.,46,車(chē)身抗撞設(shè)計(jì)要求,1：正碰 （1）確保乘員生存空間，減小乘員艙變形和對(duì)乘員艙的侵入 （2）減小車(chē)身減速度 （3

16、）碰撞過(guò)程中車(chē)門(mén)不能打開(kāi)，碰撞后可以不使用工具可以打開(kāi)車(chē)門(mén),.,47,車(chē)身抗撞設(shè)計(jì)要求,.,48,車(chē)身抗撞設(shè)計(jì)要求,2：抗側(cè)面碰撞設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)以減小乘員艙侵入、維持乘員生存空間為重點(diǎn) 1）減小側(cè)圍結(jié)構(gòu)對(duì)乘員艙的侵入量，防止侵入量過(guò)大時(shí)對(duì)乘員的擠壓傷害 2）減小側(cè)圍結(jié)構(gòu)對(duì)乘員艙的侵入速度，特別是與乘員接觸時(shí)車(chē)門(mén)的速度，減輕對(duì)乘員的撞擊力 3）碰撞過(guò)程中車(chē)門(mén)不能打開(kāi)，碰撞后可以不使用工具打開(kāi)非碰撞側(cè)的車(chē)門(mén),.,49,車(chē)身抗撞設(shè)計(jì)要求,3：后碰 （1）減小乘員艙變形。通常用后排座位R點(diǎn)的前移量來(lái)衡量 （2）減小碰撞中車(chē)身的減速度，減輕乘員的鞭梢性傷害 （3）碰撞中維持油箱的存放空間，減小對(duì)油箱、油路擠壓

17、,.,50,車(chē)身抗撞設(shè)計(jì)要求,4：碰撞后翻車(chē)或道路側(cè)翻 1）減小乘員艙的變形量，特別是車(chē)頂?shù)淖冃?2）要求碰撞過(guò)程中車(chē)門(mén)不能打開(kāi)。碰撞后可以不使用工具打開(kāi)車(chē)門(mén),.,51,車(chē)身抗撞設(shè)計(jì)要求,5：低速碰撞 （1）主要避免汽車(chē)重要部件的損壞，減少因撞車(chē)帶來(lái)的維修費(fèi)用 （2）要求設(shè)置低速碰撞吸能區(qū)，使低速碰撞車(chē)輛的動(dòng)能主要通過(guò)低速碰撞吸能區(qū)的變形被吸收，并盡量不使低速碰撞吸能區(qū)后部的車(chē)身主要結(jié)構(gòu)發(fā)生永久變形,.,52,車(chē)身抗撞設(shè)計(jì)要求,6：撞行人時(shí)，汽車(chē)對(duì)行人的傷害一般包括： （1）一次碰撞時(shí)由保險(xiǎn)杠、前散熱器罩和發(fā)動(dòng)機(jī)罩前端等產(chǎn)生的下肢傷害 （2）行人與發(fā)動(dòng)機(jī)罩、擋風(fēng)玻璃等二次碰撞時(shí)的頭部傷害 （3

18、）受撞擊后的行人與路面三次碰撞產(chǎn)生的傷害 車(chē)身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)將相關(guān)部位的剛度設(shè)計(jì)得軟些，以緩沖對(duì)人體的撞擊，在行人保護(hù)措施中，應(yīng)防止凸出物對(duì)行人傷害。,.,53,車(chē)身抗撞設(shè)計(jì)要求,行人撞壓模塊圖,.,54,碰撞區(qū)域，預(yù)留變形空間,基于行人保護(hù)的發(fā)動(dòng)機(jī)罩鉸鏈的設(shè)計(jì),基于行人保護(hù)的各種發(fā)動(dòng)機(jī)罩內(nèi)板加強(qiáng)筋,基于行人保護(hù)保險(xiǎn)杠,車(chē)身耐撞性設(shè)計(jì),.,55,行人保護(hù)系統(tǒng),車(chē)身耐撞性設(shè)計(jì),行人安全氣囊,主動(dòng)式發(fā)動(dòng)機(jī)罩,行人探測(cè)儀,帶有緩沖減震器的保險(xiǎn)杠,.,56,汽車(chē)碰撞安全改進(jìn)措施,碰撞安全分兩部分進(jìn)行，一是汽車(chē)車(chē)身結(jié)構(gòu)緩沖設(shè)計(jì)和吸能設(shè)計(jì)，二是對(duì)車(chē)內(nèi)人員進(jìn)行的保護(hù)性設(shè)計(jì)。第一項(xiàng)措施： （1）保險(xiǎn)杠 （2）車(chē)

19、頭車(chē)尾軟設(shè)計(jì)，防止發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)入駕駛室 （3）薄板截面和厚度設(shè)計(jì) （4）薄壁件預(yù)變形技術(shù)設(shè)計(jì)，強(qiáng)化和弱化一些部位，使產(chǎn)生皺紋增大吸能量 （5）焊點(diǎn)和焊接形式設(shè)計(jì) （6）結(jié)構(gòu)吸能設(shè)計(jì),.,57,汽車(chē)碰撞安全改進(jìn)措施,第二項(xiàng)措施，汽車(chē)乘員保護(hù)： （1）采用帶緩沖裝置的安全轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu) （2）采用安全帶安全氣囊 （3）座椅設(shè)計(jì)（剛度足夠，考慮安裝強(qiáng)度） （4）座椅頭枕設(shè)計(jì) （5）儀表系列軟化，抗沖擊，不宜破碎 （6）提高車(chē)頂抗撞壓能力,.,58,車(chē)身耐撞性,乘員約束與保護(hù)系統(tǒng)人為地控制與約束乘員在碰撞過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)，用各種保護(hù)裝置盡可能地降低傷害,可潰式轉(zhuǎn)向管柱,可潰式踏板,安全座椅,正面安全氣囊,側(cè)面安

20、全氣囊,.,59,防側(cè)碰B柱和門(mén)縱梁加強(qiáng),1,.,60,吸能保險(xiǎn)杠設(shè)計(jì)（1）,.,61,吸能保險(xiǎn)杠（2）,.,62,吸能保險(xiǎn)杠安裝波紋管（3）,.,63,撞行人車(chē)頭部軟設(shè)計(jì),.,64,3：其它措施 發(fā)動(dòng)機(jī)前置前驅(qū)動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力總成位于發(fā)動(dòng)機(jī)艙中，在碰撞中基本不變形，為防止動(dòng)力總成侵入乘員艙，可采取措施使其受到撞擊后向后下方移動(dòng),碰撞時(shí)能使發(fā)動(dòng)機(jī)向下移動(dòng)的結(jié)構(gòu)措施,.,65,薄壁材料折疊壓縮變形,.,66,薄壁梁彎曲變形（不可預(yù)測(cè)）,.,67,薄壁梁彎曲變形形成塑性鉸,.,68,薄壁結(jié)構(gòu)觸發(fā)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)示例,.,69,碰撞分析,.,70,車(chē)身碰撞能量分析,碰撞中車(chē)輛是通過(guò)結(jié)構(gòu)吸能來(lái)緩沖撞擊的，了解碰撞中結(jié)構(gòu)內(nèi)能分析項(xiàng)目 （1）碰撞過(guò)程中汽車(chē)總內(nèi)能和總動(dòng)能的變化情況 （2）單個(gè)部件內(nèi)能的變化情況 （3）各零件吸能多少的比較,.,71,車(chē)身碰撞力分析,力分析 （1）分析碰撞載荷在結(jié)構(gòu)中的傳遞情況，找到載荷傳遞的主要路徑和次要路徑，并據(jù)此開(kāi)展設(shè)計(jì) （2）對(duì)于截面內(nèi)力，只要定義了截面，就可以得到這個(gè)計(jì)算結(jié)果。,.,72,汽車(chē)碰撞變形分析,變形分析 碰撞過(guò)程中對(duì)乘員艙的