JT-T-1369-2020客车正面碰撞的乘员保护

ⅠJT/T1369—2020前言 2规范性引用文件 3术语和定义 4技术要求 5试验方法 附录A(规范性附录)允许伤害指标的确定 附录B(资料性附录)计算机模拟方法 附录C(资料性附录)台车试验方法 附录D(规范性附录)假人的安放和约束系统的调整 ⅢJT/T1369—2020本标准由全国汽车标准化技术委员会客车分技术委员会(SAC/TC114/SC22)提出并归口。本标准起草单位:重庆车辆检测研究院有限公司、中国公路学会客车分会、中公高远(北京)汽车检测技术有限公司、厦门金龙联合汽车工业有限公司、中国汽车工程研究院股份有限公司、襄阳达安汽车检测中心有限公司、郑州宇通客车股份有限公司、南京依维柯汽车有限公司、厦门金龙旅行车有限公司、北汽福田汽车股份有限公司北京欧辉客车分公司、扬州亚星客车股份有限公司、丹东黄海汽车有限责任公司、金华青年汽车制造有限公司、中通客车控股股份有限公司、厦门理工学院、比亚迪汽车工业有限公司、安徽安凯汽车股份有限公司、金龙联合汽车工业(苏州)有限公司、江苏先昌电能部件有限公司、交通运输部公路科学研究院、上汽大通汽车有限公司、成都客车股份有限公司、一汽丰田技术开发有限公司、重庆恒通客车有限公司、上海机动车检测认证技术研究中心有限公司、江铃汽车股份有限公司。1JT/T1369—2020客车正面碰撞的乘员保护本标准规定了客车正面碰撞时保护前部区域内驾驶人和其他乘员安全的技术要求和试验方法。本标准适用于M23类中B级和Ⅲ级客车,不适用于卧铺客车、专用校车和专用客车。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T3730.1汽车和挂车类型的术语和定义GB7258机动车运行安全技术条件汽车正面碰撞的乘员保护客车座椅及其车辆固定件的强度机动车乘员用安全带、约束系统、儿童约束系统和ISOFIX儿童约束系统压缩天然气汽车燃料系统碰撞安全要求电动汽车碰撞后安全要求营运货车安全技术条件第1部分:载货汽车3术语和定义界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1驾驶人座椅后第四排乘客座椅之前的区域。3.2驾驶人座椅侧方,紧邻前风窗玻璃,其前方除了仪表台外无其他附件的乘客座椅(或低驾驶区客车驾驶人上方第一排乘客座椅)。3.3正面碰撞过程中,客车为驾驶人、前排乘客座椅的乘客生存所提供的剩余空间。4技术要求4.1客车驾驶区和前排乘客座椅区域应存在正面碰撞的生存空间(以下简称“生存空间”)。试验过2JT/T1369—2020程中和试验后,车辆上邵氏硬度(A)大于50的非弹性部件不能与JT/T1178.1—2018附录C.4所规定的人体模型接触(不借助于任何工具,用一个小于100N的力即可与人体模型分开的非弹性部件除外)。4.2前部区域内其他乘客座椅座位的HybridⅢ50%男性假人,按照附录A所确定的性能指标应满足下列要求:a)头部伤害指标(HIC)应小于500;b)颈部伤害指标(NIC)应小于图1和图2限值曲线;c)颈部对Y轴弯矩(Mocy)在伸张方向应小于57N·m;d)胸部加速度指标(ThAC):胸部合成加速度指标应小于30g(持续作用时间小于3ms的峰值除e)大腿压缩力指标(FFC)应小于10kN;当持续作用时间大于20ms时,应小于8kN。图1颈部伸张指标图图2颈部剪切指标图4.3试验过程中,前轴前的车门不应脱落,其他供驾驶人和乘客上下的车门(包括应急门)不应开启。试验后,除前轴前的车门,其他供驾驶人和乘客上下的车门(包括应急门)应能正常打开。4.4试验后,座椅的调整和锁止装置应能保持锁止状态。座椅及其车辆固定件仍能固定住,不发生垮塌现象。4.5试验后,约束隔板及其车辆固定件仍能固定住,不发生垮塌现象。4.6试验过程中,安全带应能起到约束作用,不应发生失效。试验后,在不使用其他工具情况下乘客座椅安全带能正常解锁,将假人从约束系统解脱时,解锁时的带扣开启力不大于60N。4.7试验过程中及试验后,以汽油为燃料的车辆,其燃油系统不应发生泄漏。3JT/T1369—20204.9对于燃气客车,试验后还应满足GB/T26780—2011中第4章的相应要求。4.10影响车辆前部吸能特性,或前部区域内驾驶人和乘员生存空间及损伤的车辆结构、座椅、内饰或装备等发生变更时,车辆也应满足4.1~4.9的要求。当变化超过主管部门要求时,可参考附录B和附录C进行补充验证。5试验方法5.1设施及车辆准备5.1.1试验场地试验场地应有跑道、壁障和试验必需的基础设施。在壁障前至少20m的跑道应水平、平坦。5.1.2壁障壁障应为刚性固定壁障,壁障前部宽度应覆盖试验车辆的宽度和高度。壁障前表面应铅垂,其法线5.1.3车辆状况准备测试的车辆不需要是完整车辆。但车辆应满足以下要求:a)车辆整备质量、轴荷与完整车辆相比偏差不超过±1%。b)对车辆结构强度、约束隔板、座椅等没有影响的部件(如顶置空调、厨房设备、卫生间设备等),可由质量和安装方法相同的其他部件进行替代;这些“其他部件”对车辆结构、约束隔板、座椅等的强度不能有强化作用。并应达到5.1.3.1a)中规定的要求。c)与第4章中测量不相关的燃料、电池酸液及其他易燃、易爆或易腐蚀材料可由其他材料替代,但应达到5.1.3.1a)中规定的要求。5.1.3.2轮胎气压和空气悬架将轮胎气压调整到车辆制造商规定的气压,悬架调整到正常使用位置或车辆制造商规定的位置。车辆质量应满足以下要求:a)车辆质量应为整备质量;b)以汽油为燃料的燃油箱应注入水,水的质量为车辆制造商规定的燃油箱满容量时的燃油质量的90%,偏差±1%(可在车辆定位后试验前进行);c)车载测量装置使各轴轴荷的变化不大于1%。5.1.3.4纯电动客车及燃气客车附加要求纯电动客车及燃气客车还应满足以下要求:a)纯电动客车其可充电储能系统荷电量(SOC)至少为30%,且处于上电状态下进行试验;5.1.3.5驾驶区及前排乘客座椅的调整驾驶区及前排乘客座椅应满足以下要求:a)若转向盘可调,则应调节到可调范围的中间位置。b)变速杆应处于空挡位置,驻车制动器应松开。c)踏板应处于正常的放松位置。4JT/T1369—2020d)如安装有遮阳板及遮阳布,应处于收起位置。e)内外后视镜应处于正常的使用位置。f)对于纵向可以调节的驾驶人座椅和前排乘客座椅,应使其“H”点(按照GB11551—2014附录A规定的程序确定)处于其行程中间位置或者最接近于中间位置的锁止位置。对于有独立垂直方向调节装置或悬挂的座椅,其垂直方向应刚性地固定在高度行程的中间位置。如果座椅靠背可调,应将其调节到车辆制造商规定的正常使用角度,若车辆制造商没有规定,则应尽可能调节到从铅垂面向后倾斜25°角的位置。g)车门(包括应急门)和车窗应关闭。h)车辆上的活动玻璃应处于关闭位置。为了便于试验测量和观察,经车辆制造商同意,驾驶人侧和前排乘客侧玻璃可以处于打开状态。5.1.3.6其他乘客座椅调整驾驶区及前排乘客座椅之外的其他乘客座椅应满足以下要求:a)座椅装饰件和附件应齐全,如座椅配有小桌或杯架,应处于收起位置;b)如座椅可横向调节,应调节到横向最宽位置;c)如座椅靠背可调整,应调整到使假人(按GB11551—2014附录A规定的程序用来确定在车内乘坐位置“H”点和实际躯干角)躯干的倾角尽可能接近车辆制造商推荐的正常使用值,如无车辆制造商特定的推荐值时,尽可能靠近垂线后方25°处;d)如座椅扶手可旋转,并且不受车内假人的限制,则应处于正常使用位置;e)如座椅靠背装有高度可调的头枕,头枕应调节到最低锁止位置。5.2假人的布置5.2.1驾驶人座椅和前排乘客座椅试验前,按照附录D.1的规定将JT/T1178.1—2018附录C.4所示的人体模型安放在驾驶人和前排乘客座椅(或副驾驶乘客座椅)上,人体模型“H”点尽量与座椅实际“H”点重合。5.2.2其他乘客座椅5.2.2.1假人应符合HybridⅢ50%男性假人技术要求及相应调整要求。为记录必要的数据以便确定性能指标,假人应配备符合GB11551—2014附录D技术要求的测量系统。5.2.2.2根据乘客座椅在车辆上的布置情况,按照附录D.2的规定,在驾驶人座椅后左右第一排乘客座椅(不包括副驾驶乘客座椅)的每个座位,和第三排更靠前一侧乘客座椅的每个座位上,各安放一个假人。5.2.2.3对于B级客车,应满足以下要求:a)左侧乘客座椅:如果紧邻第一排乘客座椅之前有约束隔板,或有能被约束乘客撞击到的其他结构(驾驶人座椅靠背除外),则按照附录D.2的规定,在第一排乘客座椅的每个座位上各安放一个假人,同时还应在第二排乘客座椅靠窗位置安放一个假人;否则,则在该第一排乘客座椅靠窗位置安放一个假人,同时还应在第二排乘客座椅的每个座位各安放一个假人;b)右侧乘客座椅:如果有前排乘客座椅(或副驾驶乘客座椅),并且紧邻其后有乘客座椅,则按照附录D.2的规定,在前排乘客座椅后的乘客座椅上安放一个假人。否则,则在右侧第一排乘客座椅(非副驾驶乘客座椅)的每个座位各安放一个假人。5.2.2.4试验时,使用车辆制造商配置的约束系统。5.3车辆的驱动5.3.1车辆不得靠自身动力驱动。5JT/T1369—20205.3.2在碰撞瞬间,车辆应不再承受任何附加转向或驱动装置的作用。5.3.3车辆碰撞壁障时在横向任一方向偏移量均不应超过250mm。5.4试验速度在碰撞瞬间,车辆速度应为30km/h~32km/h。如果试验在更高的碰撞速度下进行,并且车辆及其对驾驶人和其他乘员的保护满足4.1~4.9的要求,也认为试验合格。5.5.1采用下列相应的通道频率等级(CFC)来独立记录不同位置的参数。5.5.2假人头部重心处的合成加速度(a)由加速度的三维分量计算得出。加速度分量测量时,CFC5.5.3假人颈部的测量应满足以下要求:a)在头颈连接处测量轴向张力和前后剪切力时,CFC为1000。b)在头颈连接处测量对Y轴的弯矩时,CFC为600。5.5.4假人胸部重心处的合成加速度(a)由加速度的三维分量计算得出。加速度分量测量时,CFC5.5.5假人大腿轴向压缩力测量时,CFC为600。5.6车身传感器5.6.1布置在前部第一排乘客座椅椅腿所在车身骨架上粘贴车辆前进方向(x方向)加速度传感器。5.6.2对加速度的测量加速度分量测量时,CFC为60。6JT/T1369—2020(规范性附录)允许伤害指标的确定A.1头部伤害指标(HIC)根据5.5.2测量的三维合成加速度按式(A.1)进行计算:式中:t12—试验期间时间的任意值(s);a1—纵向瞬时加速度(m/s2);2—横向瞬时加速度(m/s2);3—垂直瞬时加速度(m/s2)。A.2颈部伤害指标(NIC)A.2.1由在头颈连接处测量的轴向压力、张力(Fz)和前后向剪切力(Fx)确定,按5.5.3a)测量,单位为千牛(kN)。A.2.2颈部弯矩指标(My)由在头颈连接处的绕Y轴按5.5.3b)测出的弯矩确定,单位为牛米(N·m)。A.2.3颈部对Y轴在伸张方向的弯矩(Mocy)按式(A.3)进行计算:y-Fx×d(A.3)A.3胸部加速度指标(ThAC)根据5.5.4测出的合加速度的绝对值和加速度持续时间(ms)确定。A.4腿部压缩力指标(FFC)根据5.5.5测出的假人每条腿轴向传递的压缩力(kN)和压缩力持续时间(ms)确定。7JT/T1369—2020(资料性附录)计算机模拟方法B.1数据和资料除了需要提供车辆本身的数字模型数据和图纸外,还需提供下列资料:a)对所采用的模拟及计算方法的说明,分析软件的精确度鉴定说明,至少应包括其程序、商业名b)采用的材料模式及输入数据,并说明输入数据的来源;c)数字模型中采用的确定的质量、质心及转动惯量的值;d)计算机硬件相关信息。B.2数学模型模型需能够描述依据第5章所进行的正面碰撞试验的真实物理行为。模型的构建及假设需能够保证计算出保守的结果。构建模型需考虑下列因素:a)在实际车辆结构上进行试验以证明数学模型的有效性和验证该模型中的假设。b)数学模型中使用的总质量及质心位置应与试验车辆上的一致。c)数学模型中的质量分布需同试验车辆上的相符。数学模型中采用的转动惯量需以该质量分布为基础进行计算。d)略去非承载件(如内饰件、玻璃和各种功能件等),保留主体承载骨架、地板和保险杠,外蒙皮可保留。e)发动机、变速箱、电池包等可用刚性体建模或者以集中质量单元布置于各支撑点上,转向机构和驾驶人膝部前端的仪表板等内饰需按照实际尺寸、材料与装配关系建立。f)客车有限元模型中主要变形区,推荐的网格尺寸不大于15mm。g)网格单元标准(主要针对壳单元),如下:1)翘曲角度(Warpage)小于或等于15°;2)长宽比(AspectRatio)小于或等于5;5)雅克比(Jacobian)大于或等于0.6;6)三角形壳单元数量不超过总单元数量的5%。B.3对运算法则及模拟程序的要求B.3.1客车以30km/h~32km/h的初始线速度正面撞击固定刚性壁障,客车前部与固定刚性壁障B.3.2模拟计算设定的求解时间至少等于碰撞趋于稳定所需的时间,且仿真在未达到最大变形前模拟程序需一直进行。B.3.3模拟程序需生成一个稳定的过程,在该过程中时间递增步骤的结果是独立的。B.3.4模拟程序能计算每一时间递增步骤中能量构成的能量差额。B.3.5数字模拟过程中采用非物理性的能量构成(如沙漏和内部阻尼)不得超过任何时间上总能量8JT/T1369—2020B.3.6地面接触的摩擦系数可由物理测试得出,或者计算所采用的摩擦系数能产生保守的结果。B.3.7车辆部件间所有可能的物理接触需在数学模型中加以考虑。B.4模拟的评估模拟结果情况,可对照第4章进行评估。B.5文件B.5.1模拟报告中需包括下列资料:a)B.1中说明的所有数据和资料;b)底盘总布置图、座椅布置图以及展示前部结构数学模型的图纸;c)整车质量与质心、前后桥载荷分布以及各分总成的质量,该数学模型的加载方法描述;e)仿真计算中所采用的摩擦系数;f)车辆在接触刚性障碍壁时刻的速度、动能;g)以每毫秒时间递增为单位的总能量及其构成(动能、内能、沙漏能)值的表格,至少包括从碰撞接触开始至达到最大变形这一期间;h)客车正面碰撞刚性壁障试验中车身的加速度时间历程曲线;i)与第4章要求的对比情况;j)各种材料试验报告、与证明模型有效性相关的各种仿真与试验的对比报告;k)用于明确鉴别车型、其前部结构、乘客损伤的数学模型及计算本身的所有数据及资料。B.5.2报告需反映整个碰撞过程中各种假人与车内其他结构的位置关系。B.5.3如果技术主管部门要求,该报告还需提供和包括更多的信息。9JT/T1369—2020(资料性附录)台车试验方法台车的结构需保证试验后不发生永久变形。在碰撞过程中,导向装置需确保台车在铅垂平面上偏移不超过5°,同时在水平面上偏移不超过2°。C.2试验样品的状况C.2.1座椅或约束隔板(或其他部件)需安装在代表车身结构的试验平台上。C.2.2约束隔板(或其他部件)与座椅、座椅与座椅之间的相对安装位置和尺寸需与实际车辆相同。约束隔板(或其他部件)、座椅与车辆固定件间的连接方式也需与实际车辆相同。C.3试验样品的固定C.3.1试验平台需牢固地固定在台车上,以确保试验过程中不发生相对位移。C.3.2需保证试验平台固定在台车上的方法对样品固定点或约束装置没有加强作用,也需保证不使样品产生异常变形。C.3.3车辆纵轴线与台车纵轴线之间的夹角为0°±2°。C.4假人假人及其放置符合附录D的规定。C.5测试设备C.5.1测量碰撞过程中试验样件减速度的传感器位置需平行于台车的纵轴线。C.5.2对假人所进行的测量符合5.5的规定。C.6试验样品的减速度曲线碰撞过程中试验样品的减速度曲线需保证:在任何点,由积分获得的“速度相对于时间的变化”曲线与本附录C.7所规定的相关车辆“速度相对于时间变化”的基准曲线相差不超过±1m/s。可用相对于基准曲线时间轴平移的方式使得试验样品的速度曲线落在图C.1所示范围内。C.7基准曲线Δv=f(t)(C.1)该基准曲线通过相关车辆减速度曲线由式(C.1)积分获得,而减速度曲线可选择5.6的正面碰撞试验中第一排座椅椅腿所在车身骨架加速度传感器的测量结果。JT/T1369—2020图C.1等效曲线—曲线Δ=