汽车安全性能的基本要求和检测试验7．4汽车安全碰撞试验

1、汽车安全性能的基本要求和检测试验 74 汽车安全碰撞试验世界交通事故统计 (2010年)* 死亡人数: 130万 受伤人数: 3000万 每25秒有1人因交通事故死亡 每1秒有1人因交通事故受伤 对年龄低于34岁的群体,交通事故死亡占第一位 财产损失: 五千亿美元 (中国2010年总产值万亿美元)741 汽车碰撞试验概述中国交通安全统计(2010年) *交通事故: 77万死亡人数: 109400 (美国: 41000)占世界汽车总量的1.9%因交通事故死亡人数占15%交通事故死亡已取代自杀成为因伤害死亡的第一原因中国交通安全数据*(世界卫生组织2010年10月最新估计)交通事故死亡人数: 60

2、0/天受伤人数: 45000/天财产损失: 120-210亿美元/年 (1.5%中国年总产值)交通事故死亡率: 世界第一位交通事故死亡人数: 世界第一位对年龄15-45岁的群体,交通事故是第一死亡原因741 汽车碰撞试验概述汽车因受到碰撞而导致的安全事故是造成车辆和人身伤害的最主要形式，经过汽车研究人员不懈的努力，从20世纪80年代初到2000年， 汽车驾驶员死亡率从每百万注册汽车的164人减少至每百万注册汽车的87人，降低了47(如图77所示)， 这些改进主要源自对车辆抗正面碰撞能力的加强，驾驶员正面碰撞的死亡率从每百万注册汽车的86人降至每百万注册汽车的41人，降低了52。 741 汽车碰

3、撞试验概述 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20002001年对新式轿车的驾驶员死亡数的统计中发现， 1. 死于侧面碰撞的比例达51，高于19801981年的31， 2. 同期正面碰撞的死亡比例从6l降至43(见图78)，所以侧向碰撞更加受到人们的关注。 尽管碰撞安全技术已经有了长足的进步，但车辆碰撞所造成的伤害仍然非常严重 各国交通安全展望美国政府: 到2008年, 交通事故死亡率降低33%加拿大政府: 到2

4、010年, 交通事故死亡率降低33%澳大利亚: 到2010年, 交通事故死亡率降低40%英国政府: 到2010年, 交通事故死亡率降低40%欧共体: 到2010年, 交通事故死亡率降低50%日本政府: 到2012年, 交通事故死亡率降低50%中国: 汽车安全法规中国2004年5月1日公布了第一部交通安全法交通事故类型 尽管碰撞安全技术已经有了长足的进步，但车辆碰撞所造成的伤害仍然非常严重，因此，汽车碰撞安全性也成为车辆被动性中最重要的内容之一翻滚25%侧撞32%前撞40%尾撞3%* *汽车安全设计*车顶翻滚车顶强度前撞FMVSS208新车评估保险公司车与车协调传感器行人安全侧撞美国侧撞试验欧洲

5、新车侧撞试验侧撞柱试验车车协调侧撞试验后撞乘客安全汽车安全设计要求:政府法规公共试验厂家规范振动与噪音控制前撞部分重叠前撞车顶强度安全侧撞相互影响最低: 车重约束条件:振动与噪音控制频率弯曲模态扭转模态前撞假人头部受伤判定假人胸部受伤判定假人严重受伤概率车顶强度最大抵抗力部分重叠前撞乘员空间缩小距离侧撞位移假人胸部粘性受伤判定汽车安全设计741 汽车碰撞试验概述* 产品安全性比较试验注重对试验结果的分级， 而产品改进分析试验更关注对碰撞过程的分析，即需要借助高速摄影对车辆结构的碰撞过程进行仔细分析。 1.实车碰撞试验 2.台车碰撞试验 3.零部件台架试验741 汽车碰撞试验概述* 1.实车碰撞

6、试验: 具有最真实和直接的技术特点，因此试验结果也最具说服力，是汽车新产品开发过程中必须进行的试验，但是由于其试验费用昂贵，所以往往难以实现多次重复试验，通常只在新产品试制和形式认证时进行。 实车碰撞试验前撞, 侧撞, 尾撞,车对车的试验741 汽车碰撞试验概述* 2.台车碰撞试验 是利用台车模拟实车进行碰撞试验的一种方法，一般在台车和刚性墙之间设置有缓冲装置，让台车通过缓冲装置与刚性墙发生碰撞， 这时候可以通过缓冲装置的力学特征来模拟碰撞所需的减速度波形，以此来评价安装在汽车上的各种安全附件的安全性。 741 汽车碰撞试验概述* 2.台车碰撞试验-侧撞台车试验 台车试验是一种模拟真实整车碰撞

7、的试验，在研发子系统、安全气囊和约束系统方面可大幅度的降低开发成本。汽车零部件试验检测安全带假人头部撞击车顶试验假人膝盖撞击车体试验元部件能量吸收试验结构强度空气袋试验车顶, 材料强度3.零部件台架试验 可以用来评价零部件受冲击载荷作用时的安全性能“吸能结构” 位于车前后的可溃缩车体，不仅能应对撞击事故，还能全方位加强座舱防护，缓和二次撞击，有利于驾驶者逃逸或被救。GOA车身另一个特点是在撞击时能将撞击力分散至全车各部位，并以能量吸收材质与多处强化钢梁保护座舱空间。 是评价汽车碰撞安全性能得最基本、最有效的方法。是从乘员保护的观点出发，以交通事故再现的方式，来分析车辆碰撞前后的乘员与车辆运动状

8、态及损伤状况，并以此为依据改进车辆结构安全性设计，增加或改进车内外乘员保护装置。同时还是滑车模拟碰撞、计算机模拟计算等试验研究的基础。 试验分类：正面碰撞；角度碰撞、侧面碰撞、追尾碰撞。实车碰撞试验：*实车碰撞试验*正面100%重叠刚性壁障碰撞试验试验车辆100%重叠正面冲击固定刚性壁障。 1.碰撞速度为50km/h51km/h（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。 4.在第二排座椅最右侧座位上放置一个Hybri

9、d III型第5百分位女性假人，用以考核安全带性能。实车碰撞试验*正面40%重叠可变形壁障碰撞试验 试验车辆40%重叠正面冲击固定可变形吸能壁障。 1.碰撞速度为56km/h57km/h（试验速度不得低于56km/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。 4.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，用以考核安全带性能。实车碰撞试验*可变形移动壁障侧面碰撞试验 1.移动台车前端加装可变形吸能壁障冲击试验车辆驾驶员

10、侧。 2.移动壁障行驶方向与试验车辆垂直，移动壁障中心线对准试验车辆R点， 3.碰撞速度为50km/h51km/h(试验速度不得低于50km/h)。 4.移动壁障的纵向中垂面与试验车辆上通过碰撞侧前排座椅R点的横断垂面之间的距离应在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。 各国的国家碰撞标准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

11、者系统、客观的车辆信息，促进企业按照更高的安全标准开发和生产，从而有效减少道路交通事故的伤害及损失。C-NCAP要求对一种车型进行车辆速度50km/h与刚性固定壁障100%重叠率的正面碰撞、车辆速度56km/h对可变形壁障40%重叠率的正面偏置碰撞、可变形移动壁障速度50km/h与车辆的侧面碰撞等三种碰撞试验，根据试验数据计算各项试验得分和总分，由总分多少确定星级。评分规则非常细致严格，最高得分为51分，星级最低为1星级，最高为5+。 美国高速公路安全保险协会（IIHS）美国非盈利性独立测试机构IIHS推出了更严格的NCAP试验标准，美国IIHS执行的NCAP正面偏置碰撞试验条件是在64km/

12、h速度下的40%正面偏置碰撞，和50km/h侧面碰撞试验。汽车碰撞安全性的薄弱点一下子暴露无遗。由于新的试验标准和方法，才促使汽车厂家重视碰撞安全不断开发出新的汽车安全技术。 IIHSNCAP试验不以星级评价，使用的是Good（良好），Acceptable（可接受），Marginal（及格），Poor（差）评价等级）。 欧盟NCAP组织碰撞标准欧盟NCAP组织建于1997年，现在已经成为了欧洲汽车消费者购买安全汽车的标准。根据欧洲的法律，任何新车型在出售之前都要经过某些特定的安全测试才能投放市场。但是法律也提供了新车安全标准的最低限度，其目的就在于欧盟NCAP组织鼓励汽车制造商们的汽车能够达到

13、并超过这些最低限度的安全标准。日本碰撞标准JNCAP，全部的新车都要进行安全标准的汽车认证测试，这项标准被严格的实施。对使用者而言选择更加安全的车，这个标准就成为了一个可信度较高的信息，而且可以促使汽车生产制造厂商对车辆进行促进安全性的改进工作。JNCAP，根据日本国土交通省和独立行政法人汽车事件对策机构实施，测试结果，“汽车评估”的名字在每年春天公布。JNCAP碰撞测试介绍JNCAP由对新车的安全性能的3个碰撞测试和刹车性能测试，从2004年气进一步度引进了行人安全性的评价体系，考量对的行人头部保护性能，合计5个的测试项目构成。而且商用车部门的测试也从2004年启动。 碰撞星级指标NCAP(

14、New Car Assessment Program)，中文译为新车评估计划，是一个行业性组织，最早出现在美国，现以欧洲的最具影响力。该组织定期将市场上出现的新车进行碰撞试验，它规定的实车碰撞速度往往比以上政府制定的安全标准的碰撞速度要高，并且在更严重的碰撞环境下评价车内乘员的伤害程度，所以得到了全世界众多汽车生产企业和消费者的认同。NCAP的测试结果根据头部、胸部、腿部等主要部位的伤害程度将试验车的安全性进行分级，通过星级()表示，共有五个星级，星级越高表示该车的碰撞安全性能越好。、正面碰撞试验*定义：正面碰撞的时速为64公里/小时（40迈），障碍物与汽车正面的重叠长度是40%车宽(不包括后

15、视镜)。 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。 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： 碰撞方式(FMVSS208法规乘员碰撞保护,)： 车辆纵轴线与壁障表面垂直； 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；。、正面碰撞试验*正面碰撞试验*澳大利亚, 欧洲, 日本美国新车前撞评估试验56公里/小时实墙碰撞澳大利亚, 欧洲, 日本新车前撞评估试验美国IIHS 各国正面碰撞试验方法与评价指标比较表3-2. 各国正面碰撞试验方

16、法与评价指标比较一览表 各国正面碰撞试验方法与评价指标比较表3-2. 各国正面碰撞试验方法与评价指标比较一览表（续） 、正面碰撞试验1.正面100%重叠刚性壁障碰撞试验试验车辆100%重叠正面冲击固定刚性壁障，壁障上附以20mm 厚胶合板。碰撞速度为50 km/h（试验速度不得低于50km/h）。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。在前排驾驶员和乘员位置分别放置一个Hybrid III 型第50 %男性假人，用以测量前排人员受伤害情况。在第二排座椅最右侧座位上放置一个Hybrid III 型第5%女性假人，试验时该假人需佩戴安全带，用以考核安全带性能，暂不对该

17、假人伤害指数进行评价。在试验中需测量转向管柱变形量。正面碰撞试验美国新车正面碰撞试验评估翻滚25%56公里/小时实墙碰撞头/颈胸 力/变形臀/腿欧洲新车正面碰撞评估试验*IIHS正面碰撞试验(美国)64公里/小时 可变形障碍碰撞头/颈胸 力/变形臀/腿下部防撞梁 为防追尾，卡车应采用强度更高的下部防撞梁 在追尾事故中，轿车追尾卡车是所占比例较高的事故形式，同时也是容易酿成严重伤害的一种事故形式。因为卡车的车身较高，轿车很容易钻到卡车下面，使车辆的A柱直接受到严重的挤压变形，而车身前端结构发挥不了吸能和抵御变形的作用，进而对车内乘员造成严重伤害。 目前，包括美国、欧洲和我国在内的很多国家和地区都

18、要求卡车必须在尾部加装下部防撞梁，以防止追尾时轿车钻到卡车的下面。下部防撞梁IIHS部分重叠正面碰撞试验(美国)64公里/小时可变形障碍比比保险杠！奥迪VS铃木2.正面40%重叠可变形壁障碰撞试验 试验车辆40%重叠正面冲击固定可变形壁障。碰撞速度为5601（试验速度不得低于56km/h），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。假人安装同100%正面碰撞试验。在试验中需测量A 柱、转向管柱和踏板变形量。 正面可变形40%偏执碰撞偏置碰撞试验偏置碰撞试验是车辆以不低于56公里每小时的速度，以左侧40%的截面积撞击到一个可变性的蜂窝铝壁障上的实车试验。该实验因为只有4

19、0%的碰撞接触面积，更接近于现实交通事故中的汽车碰撞，同时作用在车辆上的碰撞力度也较完全正面碰撞试验要大一些，对车辆是一个更加严峻的考验。 偏置碰撞试验一、试验设备1、试验场地：2、蜂窝铝（可变形吸能壁障）100016016011011011045090地面20075车辆应覆盖壁障表面的40%，误差为20 mm。一、试验设备3、三维“H”点装置（见图1.）4、三坐标测量仪（见图2.）5、称重仪（见图3.）6、传感器（加速度、力）（见图4.5.）图1图2图3图4图5一、试验设备7、数据采集仪（见图6.）8、测速仪（见图7.）9、摄像仪器（见图）图6图7图8图9一、试验设备 假人发展简史60年代美

20、国制造试验飞行器弹射座椅的人的代用品（ARL）公司开发了假人 VIP；1971年由ARL公司和Sierra工程公司开发假人Hybrid ；1972年美国汽车产业界同美国第一技术安全公司（FTSS）合作，在Hybrid 基础上开发、制造出Hybrid 型假人，1973年，NHTSA指令该假人拥有汽车碰撞试验，以满足FMVSS208的要求；1976年，美国第一技术安全公司同SAE和用户集团共同开发了GM公司设计的Hybrid （混合 型假人）； Hybrid 与Hybrid 相比具有更高的生物仿真度和仪器测量能力，目前各前碰法规试验中，已指定用Hybrid 型假人；一、试验设备 假人介绍Hybri

21、d 和第50百分位男性假人的主要参数类 型类 型名 称尺 寸（cm）名 称质量（kg）头园周长59.757.2头4.545.08头宽15.515.5颈1.54头长20.319.6上躯干17.1918.82直立坐高88.490.7下躯干23.0416.28肩到肘关节长33.835.1上臂3.994.35肘背到腕枢轴长29.7下臂和手4.544.35肘到指尖长46.0 大腿11.9716.69臂到膝盖长59.251.8小腿和脚11.348.8 膝关节高49.549.8总质量78.1574.37一、试验设备 假人介绍其他类型正碰假人：1、 Hybrid 第5百分位女性假人第5百分位女性假人是按Hyb

22、rid 第50百分位男性假人成比例缩小的具有生物仿真性的一种假人型式，其尺寸和质量代表成年人口下极端情况。2、 儿童假人CRABI 6个月婴儿假人（质量，3个6通道载荷传感器，置于颈1、颈7和腰部第5椎骨处）CRABI 1岁婴儿假人（质量，站立高747mm，坐高488mm， 6个载荷传感器，置于枕骨、第7颈椎骨、肩和耻骨处）CRABI 18个月婴儿假人（质量，站立高813mm，坐高505mm， ）CRABI 3岁儿童假人（用于FMVSS213法规 ）CRABI 6岁儿童假人荷兰TNO开发的9个月、3岁、6岁和10岁系列假人一、试验设备10、假人为了检验碰撞时汽车结构的吸能性，人生存空间和约束系

23、统对人体的保护能力，在有关新车评价所进行的试验中，都规定了人体的头部、胸部和大腿等关心部位的碰撞响应型号限制,美国和欧洲先后开发了模拟人的试验装置。正面碰撞中使用的假人有：1、Hybrid III 型第50 百分位男性假人（见图1） 2、Hybrid III 型第5 百分位女性假人（见图2）部位测定项目伤害指标头部重心GHIC颈部六方向负荷压缩/拉伸负荷弯矩胸部胸椎加速度胸骨变形三向合成G胸骨变形大腿大腿骨轴向负荷胫骨相对变形大腿骨压缩负荷膝盖剪切变形小腿胫骨压缩/弯曲负荷Tibia Index图1图212碰撞试验假人头/颈胸 力/变形臀/腿碰撞试验假人3被动安全评价 1）乘员安全评价 碰撞试

24、验假人又称为拟人试验装置，是用于评价碰撞安全性的标准人体模型，与真人尽可能相似，处于模拟的碰撞事故条件下，它的动力学响应与相应的人体也十分相近。 按人体类型分，假人可分为成年人假人和儿童假人。成年人假人按体型大小 还可细分，常用按体型分布比例50%取中等身材假人（即第50百分位成年男子）进行试验。例如Hybrid III或EuroSID II碰撞试验假人1）乘员安全评价 根据头部、胸部、腿部等主要部位的伤害程度将试验车的安全性进行分级。具体部位如下： 头部：模拟人的头部是铝制骨架，橡胶做为“皮肉”将其覆盖，里面安装了3个加速度传感器用来在碰撞中测试头部受到的加速度和冲击力。颈部：测量装置主要测

25、量的是在碰撞中脖子受到冲击力的大小，受力后脖子前后弯曲和左右移动的幅度。 碰撞试验假人1）乘员安全评价 双臂：模拟人的双臂是没有携带任何传感器的，目前没有一个很好的测试指标和衡量标准。胸部(正面冲击)：拥有的同比列尺寸的金属肋骨，以用来测试前排乘员在受到正面撞击时肋骨，胸腔受到的冲击力已经在冲击下胸腔变形的幅度。胸部(侧面撞击)：侧面撞击时使用的是模拟人，在三根肋骨上装载了三种不同的传感器用来测试在侧面撞击时胸腔被压缩的幅度和速度。碰撞试验假人3被动安全评价 1）乘员安全评价 腹部：EuroSID II的腹部里装备了一个可以测试撞击力度的传感器，以测试多大的撞击力会造成腹部的伤害。骨盆：在腰部

26、装了一个传感器，以记录碰撞中多大的力会造成关节脱臼及骨盆破碎。大腿：用Hybrid III模拟人，这一测试的区域包括骨盆、大腿、膝部组成。装在大腿内的传感器负责收集受到正面冲击时的数据和记录受到伤害的区域及程度，在较为严重的撞击下股骨遭到撕裂及脱臼的情况，而一种特制的传感器则专门负责测量驾驶员膝部受到的来自方向盘的冲击力度。碰撞试验假人3被动安全评价 1）乘员安全评价 小腿：小腿中的传感器负责测量模拟人小腿在遭到多大力度撞击后会发生骨折、弯曲、被挤压等情况，同时还测试膝盖与小腿骨，脚踝骨及与小腿骨之间连接部分受伤的几率。脚部：测量在正面撞击中驾驶员脚部受伤的几率，而受伤的几率是由于放脚的踏板附

27、近的变形幅度和向车内压缩的距离决定的。碰撞试验假人3被动安全评价 1）乘员安全评价 评价指标假人头部伤害指数(HIC)不得大于1000。HIC计算公式为a为假人头部质心的合成加速度，用重力加速g的倍数表示；t1，t2为碰撞过程中所选择的两个时刻(s)。 碰撞试验假人3被动安全评价 1）乘员安全评价 正面碰撞假人伤害评价等级项 目好可 以 接 受尚 可差头部伤害指标(HIC) 7507508999009991000 胸部压缩 50 mm5059 mm6074 mm75 mm 胸部加速度 60 g6074 g7589 g90 g 大腿轴向力 7.3 kN7.39.0 kN9.110.8 kN10.

28、9 kN 小腿指数5010%33-40蓝绿11%20%25-32 鲜绿21%35%17-24 黄36%45%9-16 红46%1-8 黑绿色为最好黄色为标准橘黄色为边缘棕色为脆弱红色为最低2) 结构安全性评价碰撞试验假人3被动安全评价 3) 乘员约束在所有碰撞事故中须对乘员约束系统(座椅安全带、座椅、安全气囊和头部约束)进行评价。正面碰撞乘员安全性评价等级（详见表5-5） 二、试验流程一、车辆准备：1、车辆运达时车辆状况的检查和确认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排空燃油箱中的燃油，运转发动机

29、并到发动机自然熄火为止。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）。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；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。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。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。二、试验流程3 、车辆准备及测试设备的安装排空制动液、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

30、碰撞特性）。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。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，各轴轴荷的变化不大于5%，每轴变化不超过20kg，车辆的质量变化不超过25kg。可以增加或减少不影响车辆碰撞特性的部件，可以调整燃油箱中水的质量达到上述要求,记录最终的车辆质量和前后轴的轴荷。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。在完成2.6.2 试验程序后，测量和记录车辆质量和前后轴的轴荷，此时的车辆质量称为试验车质量（包括假人和所有测试仪器）。二、试验流程4、车辆变形量的测量在试验过程中选取车辆后端结构作为测量参考点，车辆

31、变形的测量都以此参考点为0 点。测量部位：A、离合器踏板、制动踏板、加速踏板和驻车制动踏板中心：调节到中间位置B、转向管柱中心点：置于中间位置。 将点火开关关闭，切断蓄电池电源，拆除安全气囊，测量转向管柱末端中心点C、在乘员侧B 柱做标记点并测量和记录： 在门槛向上100mm 处； 在两侧窗框下沿最低点往下的100mm 处。所有的点应该尽可能靠近车门上的橡胶密封条。D、在驾驶员侧A 柱和B 柱做标记点并测量和记录： 在门槛向上100mm 处； 在两侧窗框下沿最低点往下的100mm 处。所有的点应该尽可能靠近车门上的橡胶密封条。二、试验流程5、乘员舱的调整前排座椅调整行程：中间位置或者最接近于中

32、间位置的向后位置锁止。高度：应调整至设计位置或最低位置。座垫：倾斜角可调，应调整至制造厂设计位置或中间位置。座椅靠背：应调节到设计角度或倾斜25角的位置。座椅腰部支撑：应调整至设计位置或完全缩回的位置。头枕：应调整至最高位置。头枕倾斜角：应调整至设计位置或中间位置。座椅扶手：应处于放下的位置，若与假人放置位置干涉，则允许扶手处于抬起位置。二、试验流程5、乘员舱的调整后排座椅调整后排座椅：应使其位于行程的中间位置或者最接近于中间位置的向后位置锁止。座椅头枕：应调整至最低位置。座椅朝向：应调整至前向。转向盘调整水平方向：应调节到可调范围的中间位置。垂直方向：应调节到可调范围的中间位置。转向盘应处于

33、自由状态，且处于制造厂规定的车辆直线行驶时的位置。二、试验流程5、乘员舱的调整安全带固定点：应调整至设计位置或中间位置，或靠近中间偏上的固定位置。变速杆：应处于空档位置。玻璃：应放下，此时操纵手柄的位置相当于玻璃关闭时所处的位置。踏板：应处于正常的释放位置。遮阳板：应处于收起位置。后视镜：应处于正常的使用位置。车门：应关闭但不锁止。活动车顶：应处于应有位置并关闭。驻车制动器：应处于正常的释放位置。二、试验流程6、假人的准备和标定假人的测试环境要求：温度2022，湿度1070环境，放置于至少5 小时。假人关节的调整：应尽可能在试验当天进行，但不能超出试验前24 小时。所有具有稳定摩擦的假人关节，

34、试验前均应进行调整。假人关节应调整至在1g2 g 的作用下，假人肢体可以持续运动。注：假人标定试验频次为每2 次碰撞试验后，应进行重新标定。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。二、试验流程7、假人的安放和测量车辆应在2022条件下进行预处理，以确保座椅材料达到室温。如果被检测的座椅从未有人坐过，则应让75kg10kg 的人或装置在座椅上试坐两次，每次1 分钟，使座垫和靠背产生应有的变形。在安放3-D H 装置前，所有座椅总成应保持空载至少30 分钟。3-D H 装置接触的乘坐位置区应铺一块细棉布、针织布或无纺布。放置3-D H 装置的座板和背板总成，使座椅中心

35、面与3-D H 装置中心面重合。调整3-D H 装置位置测量和记录测量“H”点与车辆固定结构的相对位置。探测杆处于最后位置时，3-D H 装置的背部角量角器上读出实际靠背角的值。二、试验流程8、假人的安装试验前假人直接放置于座椅上不能超过2 小时。若超过2 小时，应在座椅表面放置木板后再放置假人，以避免座椅的过多压缩变形，但是不能超过12 小时。放置假人在座椅上，假人的躯干和手臂紧靠座椅靠背，手放在大腿外侧。给假人系好安全带。对躯干下部施加一向后的轻微力，同时对躯干上部施加一向前的轻微力，使上躯干从座椅靠背向前倾。左右摇动假人躯干4 次，使躯干与垂直方向成14o16o的夹角。保持对躯干下部施加

36、的向后轻微力，同时对躯干上部施加向后的轻微力，使上躯干逐渐回到座椅靠背。假人相对位置的测量：二、试验流程9、试验前后照片10、试验摄像机位置：二、试验流程11、牵引及灯光要求：牵引系统车辆牵引加速度，以保持假人碰撞前的姿态。车辆牵引加速过程：车辆前半程加速、后半程匀速，速度控制精度：。试验速度要求为56km/h57km/h，记录实际试验车速 。灯光系统试验前5 分钟，开启高速摄像机用无频闪灯光系统，确保碰撞区域内的温度不能太高。车辆对可变形壁障定位车辆应与可变形壁障表面重叠40%20mm。二、试验流程12、试验前检查和确认项目蓄电池：检查车辆蓄电池是否连接、是否达到额定电压以及安装是否牢固。车

37、辆蓄电池可以被替换。点火开关：点火开关应处于“ON”的位置。气囊指示灯：应处于正常打开状态，仪表板上的安全气囊状态指示灯显示正常。假人涂色：对假人头部、鼻子、下颚、膝部、小腿等部位进行涂色，所有部位涂到的面积要足够大，以能够看到假人与车身位置接触为宜。车载记录仪：试验前应保证车载记录仪的电池电量处于正常工作状态，测量触发开关处于正常工作状态。车门及门锁状态：试验前应保证所有车门处于完全关闭状态，门锁没有锁止。二、试验流程13、开始进行碰撞试验二、试验流程14、试验后检查和确认项目安全带：检查在试验过程中是否失效。车门：是否发生锁止。试验后对应于每排座位，若有门且在不使用工具的前提下，两侧车门是

38、否能打开。燃油供给系统：是否泄漏。若燃油供给系统存在液体连续泄漏，测量碰撞后前5 分钟的泄漏量，计算平均泄漏速率。安全带带扣开启力：测量带扣开启力，予以记录。假人伤害指标计算：Hybrid 50男性假人各个测量部位和测量参数，以及相应的滤波频率等级。所有这些通道数据均应记录。在碰撞过程中假人头部反弹过程之后产生的头部和颈部伤害指标的峰值不列入计算范围内。三、检测及评价标准法规标准评价项目法规新车评价体系（NCAP）CFC中国50 0-2完全欧洲56+1偏置海湾48.3-53.1俄罗斯48.3C-NCAPEuro偏置完全50 +10完全56 +10 偏置头部HIC3610001000100065

39、0-1000650-100010003ms V合成g80806072 - 8872 - 881000颈部伤害 N I CkN 3.3剪切力 F xkN图一图一图一1000张力 F zkN图二图二图二1000弯矩 MyNm575742 - 5742 - 57600胸部胸部压缩量mm7550507622 - 5022 - 501803ms V合成g38 - 60伤害指数VCm/s1.01.00.5 -1.0大腿压缩力kN10图三图三10图三图三600膝盖滑动mm15156 - 156 - 15180小腿压缩力kN882 - 82 - 8胫骨指数T I-1.31.30.4-1.30.4-1.3一、假

40、人伤害值要求：法规标准评价项目法规新车评价体系（NCAP）中国欧洲海湾俄罗斯C-NCAPEuro完全偏置完全偏置完全偏置偏置转向管柱向上位移量（mm）808012772-8880转向管柱向后位移量（mm）10010012790-110100转向管柱水平位移量（mm）100A 柱向后位移量（mm）*100-200100-200踏板向后位移（mm）100-200100-175踏板向上位移（mm）72-8872-88试验中车门不得开启头部与安全气囊需稳定接触安全带在试验中不得失效保留50%外围侧挡风玻璃试验中前门锁止系统不能发生锁止试验后每排车门至少有一门打开施加60N的压力，约束系统能打开从车辆中

41、完好的取出假人碰撞中，燃油系统不允许泄露碰撞中，没有部件侵入乘员舱碰撞后，燃油若发生泄露，碰撞后前5min平均泄露速率30g/min*二、其它要求：法规标准评价项目法规新车评价体系（NCAP）中国欧洲海湾俄罗斯C-NCAPEuro完全偏置完全偏置完全偏置偏置当乘坐空间的完整性被认为是危及安全的时候：车门卡锁或者车门铰链不合格，门锁止或者其他不合格导致前后压力减小。仪表台横梁与A柱分离或者几乎分离。门锁扣紧力不足。方向盘对胸部不允许有一个明显的冲击 在区域和深度中，大腿载荷不超过3.8KN，或膝位移不超过6mm， 当有一个机构在膝盖的撞击区域能把载荷集中在一个部位 搁脚空间不得发生严重的变形的话

42、。（发生变形的原因通常都是焊点撕裂 ）踏板被踏死就是说踏板在200N的推进力的加载下，前进的距离小于25mm。踏板向后的位移如果是在50mm和175mm之间的 三、检测及评价标准法规标准评价项目法规新车评价体系（NCAP）中国欧洲海湾俄罗斯C-NCAPEuro完全偏置完全偏置方向盘边缘内测标上“AIRBAG”字迹，该标记应容易看到并能长期保留配有多个气囊的车辆，应在气囊组件上采用坐在座椅上的后向儿童约束图样来标出危险信号。警告标签应能长期保留，并且标签应置在一个使人易于看到的地方，使他知道，注意安装向后儿童约束。避免在车辆关闭时该警告不能被看到，应有一个永久参看标志能被始终看到。三、标贴要求：

43、3.可变形移动壁障侧面碰撞试验在移动台车前端加装可变形蜂窝铝，移动壁障行驶方向与试验车辆垂直，移动壁障中心线对准试验车辆R点，碰撞速度为5051 km/h（试验速度不得低于50km/h）。移动壁障的纵向中垂面与试验车辆上通过碰撞侧前排座椅R 点的横断垂面之间的距离应在25mm 内。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。二、汽车侧面碰撞 从2000 年中华人民共和国道路交通事故统计资料显示：正面碰撞事故12.852 万次，占交通事故的20.83%，侧面碰撞事故万次，占34.41%，超过了正面碰撞13.58%。从死亡人数看，侧面碰撞比正面碰撞少4.27%

44、，而受伤人数，侧面碰撞要比正面碰撞多7.59%1。由此可见，侧面碰撞是我国发生频次较高、造成严重受伤人数较多的交通事故。二、侧面碰撞试验 移动壁障的台车质量、尺寸、壁障尺寸、形状不同； 碰撞形态不同； 试验用假人不同； 碰撞速度不同； 碰撞点的位置不同； 乘员伤害指标也略有不同。 特点：欧、美现有的汽车侧面碰撞试验方法不同点较多 区别： 碰撞法规： FMVSS2147法规车门侧压静强度； ECE法规侧碰撞保护(1991年)； ISON123法规侧碰撞保护。 各国侧面碰撞试验方法与评价指标比较表3-3. 各国侧面碰撞试验方法与评价指标比较一览表 各国侧面碰撞试验方法与评价指标比较表3-3. 各国

45、侧面碰撞试验方法与评价指标比较一览表（续） 汽车侧面碰撞 从汽车侧面碰撞法规草案的起草工作和2002 年中国汽车技术研究中心开展的三例实车侧面碰撞试验都证实，我国汽车侧面碰撞评价方法基本参照欧洲ECER95 法规。 汽车侧面碰撞定义：安装在滑车前面的可变形障碍物以时速50公里/小时（30迈）的速度，从侧面撞向试验车辆的驾驶员侧，滑车中心应正对车侧最凸处的95%处，以此来模拟侧面碰撞。 4侧面撞柱碰撞V=29km/h汽车侧面碰撞侧面碰撞评估试验美国新车侧撞评估试验澳大利亚, 欧洲, 日本新车侧撞评估试验美国IIHS侧撞试验侧撞评估试验(欧洲, 澳大利亚, 日本)头/颈胸臀/腿50公里/小时可变形

46、移动壁障侧面碰撞试验2011年7月6日下午2点，中国汽车技术研究中心碰撞实验室对上海大众汽车有限公司生产的大众汽车牌/VOLKSWAGEN SVW71411AR型轿车（Polo2011款 1.4 MT致尚版）完成了“可变形移动壁障侧面碰撞试验”。可变形移动壁障侧面碰撞试验 可变形移动壁障侧面碰撞试验 可变形移动壁障侧面碰撞试验 可变形移动壁障侧面碰撞试验 上一页1234567下一页侧撞评估试验(IIHS, 56公里/小时)侧撞柱试验(29公里/小时)定义：被测车辆以时速29公里/小时（18迈）的时速冲向一直径为254mm的刚性圆柱。因为圆柱相对车身十分狭窄，所以通常会从侧面冲击进车内。 （约有

47、四分之一的重伤甚至是致命的伤害时发生在侧面碰撞上的。许多事故发生在一辆车撞向另一辆车的侧面，然而在德国却有半数以上的侧面碰撞对象是电线杆或大树等柱状物体。） 15侧撞柱试验？结构门构成；？汽车侧面碰撞 2.1 车身变形的评价方法汽车侧面碰撞试验是采用移动变形壁障以50km/h 的速度撞击驾驶员侧车身，撞击基准线为过驾驶员座椅R 点的汽车横截面与车门的交线。当车身变形满足以下要求时以为合格：( 在侧面碰撞试验过程中，车门不得开启；)(1) 碰撞试验后，不使用工具，应能打开足足数目能使乘员正常进出的车门，以保证所有乘员都能撤离；同时，能够将假人从约束系统中解脱出来，并从车辆中取出；(2) 碰撞后安

48、全带不能断裂，安全带扣不能脱开；(3) 所有内部构件在脱落时都不应露出锋利的突出物或锯齿边，而增加乘员受伤的可能性；(4) 在不增加乘员受伤危险性的情况下，答应出现由永久变形而产生的断裂；(5) 碰撞试验后，若燃油供给系统存在液体连续泄漏，那么，泄漏速率不得超过30g/min；假如来自燃油供给系统的液体与来自其它系统的液体混合，且不同的液体不轻易分离和辨认，那么，在评定连续泄漏时，收集到的所有液体都应计进。汽车侧面碰撞 2.2 侧面碰撞假人的评价方法试验采用EuroSID-I 侧面碰撞假人来考核汽车对乘员的伤害，侧面碰撞假人考核的内容比正面碰撞假人要多，其评价指标如下：2.2.1 头部伤害指数

49、HICHIC 的计算公式为： 式中 a表示假人头部质心的三向合成加速度（1000Hz 滤波），用重力加速度g 的倍数表示；t1，t2碰撞过程中所选择的两个时刻，它们应使上式计算结果达到最大值，单位为s。HIC 值应小于或即是1000，当没有发生头部接触时，则不必丈量或计算HIC 值，只记录“无头部接触”。汽车侧面碰撞 2.2.2 胸部性能指数胸部性能指数包括肋骨变形指数和胸部粘性指数，其中肋骨变形指数由实际丈量得到，胸部粘性指数是计算结果。目前胸部粘性指数不作为考核指标，只作参考。(1) 肋骨变形指数（RDC）表示肋骨在受撞击时的最大变形位移量，RDC 应小于或即是42mm；(2) 粘性指数（

50、VC）应小于或即是，VC 是由瞬时产生的肋骨压缩量和变形速率的乘积求得，两者均由肋骨的变形获得。t 时刻，肋骨的压缩量为经180Hz 滤波以后的肋骨变形量与假人胸部宽度一半（金属肋骨为）的比值，即：。t 时刻的肋骨变形速率按下式求得： 式中 D(t)t 时刻滤波后的变形量（m）；t变形丈量的时间间隔（s），最大值为12510-6s。粘性指数即为MAXC(t) V(t)。汽车侧面碰撞 2.2.3 腹部性能指数腹部力的峰值（APF）应小于或即是2.5 kN 的内力（外力相当于4.5 kN），它是由安装在假人碰撞侧腹部表面下39mm 处的三个力传感器测得的力经过600Hz 滤波后累加所得的最大值。2

51、.2.4 骨盆性能指数耻骨合成力峰值（ PSPF）应小于或即是6kN，由安装在假人骨盆耻骨位置的力传感器输出经600Hz 滤波后得到。汽车侧面碰撞 3 改善汽车侧面碰撞安全性的措施从满足汽车侧面碰撞试验的评价要求出发，要进步汽车抗侧面碰撞的安全性，需要对汽车侧面的车身结构进行适当的改进，主要从以下二方面考虑：尽可能减少车门的陷进量，保证碰撞后假人盆骨四周有足够的空间；尽可能地降低侧面碰撞过程中传递给假人的撞击，即降低二次碰撞速度，从而降低侧面碰撞假人的伤害值。汽车侧面碰撞 3.1 减少车门变形措施图1 所示d 表示车门内侧间隔座椅外侧的最小间隙，侧面碰撞时车身理想的变形量要求小于即是d，这样能

52、够保证乘员在发生侧面碰撞后能有足够的生存空间，及时离开事故车辆。要达到这一要求，最有效的方法是1.在车门中增加车门防撞杆；2.其次可以对座椅横梁、门槛加强梁、窗台加强板、B 柱进行适当的加强；3.最后，要保证A/B/C 柱与顶盖、门槛的接合良好，包括门铰链和门锁的可靠性。由于车门所受的力终极传递给门框，由门框来承受，所以门框的坚固程度将会影响到车门的变形量，门铰链和门锁的可靠性直接关系到碰撞过程中车门是否开启或脱落。 汽车侧面碰撞 图1 侧面碰撞理想变形量3.1 减少车门变形措施假人和车门之间的空间关系车门侵入速度波形3.1 减少车门变形措施汽车侧面碰撞 3.2 降低二次碰撞速度措施对车身侧面

53、的加强，会在一定程度上增加碰撞过程中汽车侧向加速度，这与降低二次碰撞速度是相矛盾的，因此在对车身侧面加强的同时一定要兼顾到二次碰撞速度的变化。汽车侧面碰撞 3.2 降低二次碰撞速度措施从国外的试验统计结果显示，侧面碰撞时，人体胸部的伤害值与B 柱腰带（乘员胸部高度位置，如图2 所示）撞击假人的速度成正比图3。同时，在实际试验中也发现B 柱在变形过程中，腰带处的变形速度最大，如图2 所示。图3 实车侧面碰撞仿真模型图2 B柱腰带位置汽车侧面碰撞 3.2 降低二次碰撞速度措施要降低侧面碰撞中乘员胸部的伤害，必须对B 柱的结构进行优化，降低B 柱腰带处的塑性变形速度，如图4 中点划线所示。 图2 B

54、柱腰带位置图4 B柱变形及速度分布曲线汽车侧面碰撞 3.2 降低二次碰撞速度措施降低腹部和骨盆伤害同样必须降低对应人体腹部和骨盆位置车身的变形速度，可以采用以下措施：1.在车门内部对应位置增加特殊吸能材料，减少传递到车门内板的撞击能量，从而降低车门内侧的变形速度；2.通过加强座椅骨架刚度，依靠座椅的支撑和缓冲，来降低二次碰撞速度。汽车侧面碰撞 4 应用实例为了证实上述方法的可行性，经过试验验证过的整车有限元模型，对驾驶员侧车门的窗台加强板和防撞杆、座椅横梁、门槛加强梁以及B 柱腰带位置进行了适当加强，其他零件模型保持不变。在同样的仿真条件下，对改进后整车模型进行侧面碰撞模拟计算，仿真模型如图3

55、 所示，仿真结果如图5 至图6 所示。 汽车侧面碰撞 .图5 仿真结果（1） 图6 仿真结果（2）汽车侧面碰撞 从改进后模型的侧面碰撞仿真结果显示：相对改进前的仿真结果，车身侧面的变形量和B 柱腰带处变形速度有明显减少，假人胸部、腹部和骨盆的伤害指标有明显降低，但头部伤害指标有增加趋势。汽车侧面碰撞 5 结论通过将改进的整车侧面碰撞仿真结果与改进前的仿真结果及试验结果的比较，可以得到以下结论：(1)加强汽车地板、门框和车门能够减小汽车侧面碰撞时汽车的变形，确保乘员的生存空间；(2)二次碰撞速度是人体胸部伤害值的重要影响因素，降低B 柱的二次碰撞速度能明显降低碰撞时人体胸部的伤害。对车身侧面的加

56、强和增加吸能材料能减少碰撞对人体腹部和骨盆的伤害，但会增加对人体头部的伤害，因此在对车身加强时应进行优化设计。追尾碰撞三、实车碰撞试验程序 实车碰撞试验特点：是在内完成的不可重复再做的试验。综合了机械运动学、电子学、光学、计算机等科学技术，且试验要用真实车辆和许多一次性消耗材料，成本很高，任何小的失误都可能造成巨大损失撞行人试验 头: 头部受伤判据大腿: 受力/弯曲小腿:受力/弯曲/剪力车顶强度试验 美国政府法规:静力下压12.5CM, 最大抗压力必须达到车重的倍.最新美国法规(2008年生效), 最大抗压力必须达到车重的倍.三、实车碰撞试验程序（1）试验车辆质量：空载质量十行李质量十假人质量

57、（两个假人质量）（2）燃油箱：抽出全部燃油，加入9294油箱容积的水或其它不易燃液体（3）被试车辆的制动液、冷却液、机油应全部放出（这一点没有专门规定），防止溅洒到壁障表面和下部的高速摄影机上（4）轮胎气压调到规定值（5）车辆质量的调整：当车辆未达到上述（1）条规定的质量时，应加配重（质量块），加装位置应选择不影响车辆碰撞和乘员保护的地方（6）加速度传感器安装和目标标志纸设置（7）座椅位置和靠背角度调整，转向盘位置调整（8）试验车辆的基本条件：车门全闭不锁，驻车制动释放，变速器处空档位置，钥匙锁处接通位置（9）假人着座姿势检查：头、腿和其它部位按需要涂些油彩，以帮助确认假人碰撞部位（10）试验

58、：在距碰撞点之前300mm处测量车速，碰撞试验后进行静态翻转检验，检查泄漏情况 试验主要步骤： 实车碰撞试验程序四、实车碰撞用主要试验设备 壁障主要要求：实车碰撞试验系统中，碰撞时与试验车辆相作用的物体的表面称为壁障。图6-26 移动壁障固定壁障表面至少宽3m ，高 ；壁障表面垂直于壁障前的路面且固定19mm厚多层板；壁障尺寸和结构应足以限制其表面变形量小于车辆永久压溃量的1%。固定壁障安装载荷传感器 （1250个）。 移动壁障表面类型：平面刚性表面（FMVSS301规定）：应用于后碰撞试验。吸能表面（FMVSS214规定）：应用于侧面碰撞试验。碰撞试验设施四、实车碰撞用主要试验设备（续） 牵

59、引系统牵引装置要求：是使被试车辆或移动壁障由静止到产生设定的碰撞前速度的装置。高精度的速度控制。如正面碰撞速度：美48.3km/h; 日500-22km/h图6-27 日本汽车研究所牵引系统牵引被试车辆加速过程中，牵引加速度恒定且不能过大，保证假人姿势不致发生变化安全可靠且节能日本汽车研究所牵引系统：最大速度：a.车辆质量2800kg，轨道长350m ，最大车速130km/h； b.车辆质量2800kg，轨道长200m ，最大车速100km/h； c.车辆质量2800kg，轨道长110m ，最大车速80km/h； d.车辆质量2800kg，轨道长350m ，最大车速75km/h。加速方式：缓起

60、动 ，按S形曲线方式加速。牵引系统： a.电机功率: DC550kW; b.最大驱动扭矩: 1500kgm; c.最大制动扭矩: 2450kgm。加速轨道：a.主加速轨道: 350m1条; b.辅助加速轨道: 200m1条(90)； 110m4条(120, 135, 150, 165)。四、实车碰撞用主要试验设备（续）驱动绞车：制动装置：试验车辆牵引加速方式多采用电机/液压马达驱动转筒缠绕钢丝绳来实现在驱动轴上由液压操纵来控制。组成：包括连接车辆部分和引导部分与钢丝绳连接要求：脱钩装置在车辆碰撞前约30m与被试车辆脱开，以保证被试车辆匀速行驶一段距离脱钩装置：图6-28 脱钩装置四、实车碰撞用