MPDB工况下碰撞兼容性的基本问题与车体设计原则

2021版中国新车评价规程(C-NCAP)首次引入了正面50％重叠可渐近变形移动壁障碰撞工况(MPDB)用于评价车辆的碰撞兼容性.为了提高试验车在MPDB工况中的碰撞兼容性表现,得到影响碰撞兼容性的关键车体结构和基本的结构设计原则,应用对碰理论分析MPDB工况的2个基本物理问题——壁障与车体的吸能关系和运动变形关系.基...     

基于MPDB工况的整车兼容性指标优化

在2021版中国新车评价规程（C-NCAP）中,正面50%重叠移动渐进变形壁障碰撞试验（MPDB）取代了原有的正面40%重叠可变形壁障碰撞试验（ODB）,并首次提出了整车碰撞兼容性指标考核要求。为了确保整车碰撞兼容性指标在详细设计阶段满足要求,需要对整车进行碰撞兼容性优化分析。文章首先对某款中型运动型多用途汽车（SUV）进行有限元碰撞仿真建模与MPDB工况分析,提出碰撞兼容性优化方案,最终进行计算机辅助工程（CAE）对比验证。结果表明,通过增加车辆前端与壁障之间的有效接触面积,并进行车身刚度匹配,可大幅度降低整车兼容性罚分,同时也为后续新车型设计开发提供参考依据。     

一种应对MPDB工况碰撞相容性的车辆前端设计研究

Euro NCAP(New Car Assessment Program,欧盟新车评价规程)在2020年加入正面MPDB(Mobile Progressive Deformable Barrier,正面可变移动壁障)碰撞工况,并加入碰撞相容性评价。对MPDB碰撞工况及碰撞相容性评价规程进行了简要介绍,识别出现有某车型在MPDB工况试验后碰撞相容性的典型问题;对一种应对MPDB工况碰撞相容性同时兼顾其他典型碰撞工况的车辆前端优化设计思路与过程进行介绍说明,为其他需满足相应评价规程要求的车型提供了设计参考。     

基于MPDB试验的碰撞兼容性评价方法解析

作为被动安全领域新的发展理念,碰撞兼容性越来越受到车企和消费者的重视。根据移动渐进可变形壁障（MPDB）试验得出的标准偏差（SD）、乘员载荷指标（OLC）、触底和结构高度等判定结果能有效反映车辆的碰撞兼容性。文章详细解析了上述四种指标的评价方法和意义,有针对性地总结了降低试验车辆攻击性的改善方案。欧洲新车评价规程（Euro NCAP）和中国新车评价规程（C-NCAP）在碰撞兼容性评价方法和罚分规则上各有异同,文章对两种规程进行了详细对比和解读。最后对近两年来大量MPDB试验碰撞兼容性结果进行整理,通过数据分析展示了目前主流车型的碰撞兼容性水平和一些具备现实意义的内在规律。     

基于MPDB和25%偏置碰的白车身设计研究

驾乘体验化、安全健康化、节能降耗化以及日益严格的汽车安全评价指标对白车身产品开发提出了更高的要求。通过结合某高安全（2021版C-NCAP五星,2020版C-IASI G评价）燃油SUV车型白车身产品开发,围绕MPDB碰撞兼容性和25%偏置碰工况的解决方案及轻量化技术进行了设计研究,找到了一条有效解决路径。试验结果表明解决方案能够满足碰撞兼容性和轻量化要求。     

乘用车MPDB工况碰撞兼容性研究

对影响移动渐进式变形壁障(Mobile Progressive Deformation Barrier,MPDB)工况碰撞兼容性的关键因素(整备质量、结构强度)进行了分析研究,总结了整备质量与乘员负载指数(Occupant Load Criterion,OLC)之间呈线性关系,车身前部结构强度对击穿问题影响明显,通过改善前部结构强度可以很好地改善该问题,同时给出结构设计建议,为其他车型设计提供参考。     

基于MPDB工况下驾驶员侧假人伤害值优化研究

本文分析得出了某车型MPDB碰撞工况和ODB碰撞工况中车身响应和假人伤害值的差异,针对假人胸部压缩量和小腿胫骨指数超标的问题,考虑到白车身设变成本较高,提出了安全带配置优化的5个方案。通过对5个优化方案的仿真结果分析得出,二级限力装置对胸部压缩量具有较大的改善,相对于恒定限力式安全带,递减限力式安全带的胸部压缩量减小了13.1%,递增限力式安全带的胸部压缩量减小了23.9%。锁止锁舌和端片预紧对胸部压缩量和小腿胫骨指数均有较大的改善,锁止锁舌的改善效果优于端片预紧,两者同时配置改善效果最优:胸压减小了21.4%,小腿胫骨指数减小了40.8%。考虑到端片预紧成本较高,推荐配置递增限力式安全带以及锁止锁舌的方案。通过仿真优化,优化效果显著,为后续项目的MPDB碰撞性能提升提供了一种有效的优化思路。     

正面碰撞等级预估方法

通过NHTSA和IIHS真实正面碰撞试验数据的统计和归纳,以及解析求解,分别建立采用C-NCAP评价的100％正面刚性壁障(FRB)碰撞和50％正面可渐进变形移动壁障(MPDB)偏置碰撞,以及采用中国保险汽车安全指数(C-IASI)评价的正面小重叠度壁障(SOB)偏置碰撞中碰撞波形和侵入量的评价方法,可为约束系统的匹配...     

EURO NCAP 最新MPDB试验及THOR假人介绍

按照Euro NCAP发展路线图,2020年Euro NCAP评价规则较之前将有较大的变化,主要在乘员保护和主动安全方面都有不小的调整,如丰富了AEB的测试场景,新增了远端乘员保护测试和事故救援考核,而最引人注意的变化是将实施多年的64km/h正面40%偏置碰撞试验改为了移动可变形壁障偏置碰撞(简称MPDB)。其采用了最新的THOR假人,并增加了车辆兼容性要求。可以说未来必将成为影响汽车被动安全开发的一项重要设计基准。接下来我们就对该项试验进行简要介绍。     

中国体征3岁儿童乘员损伤仿生模型在C-NCAP正面碰撞测试仿真中的应用EI北大核心CSCD

本文中应用已验证的具有详细解剖学结构特征的中国3岁儿童乘员图斯特损伤仿生模型(TUST IBMs3YO-O),参照C-NCAP(2021年版)两种正面碰撞乘员保护动态试验,建立仿真模型。通过分析3岁儿童乘员在不同工况下的头部、颈部、胸部的运动学和生物力学响应,研究正面碰撞测评试验中3岁儿童乘员的损伤机理和不同工况下损伤的差异。结果表明:在运动学响应方面,与正面100%重叠刚性壁障(FRB)碰撞试验相比,3岁儿童乘员在正面50%重叠移动渐进变形壁障(MPDB)碰撞试验中损伤风险更大,且远离碰撞侧的儿童损伤更严重;在生物力学响应方面,FRB碰撞中,3岁儿童乘员头部下颌与胸部接触可能出现轻微脑震荡。MPDB碰撞中,儿童出现向左的横向运动,头部下颌与右侧胸部接触,导致生物力学响应峰值较大,可能出现轻微脑震荡、肋骨骨折、肺部挫伤等损伤。     

基于MPDB工况的碰撞相容性研究

两车碰撞不相容是被动安全面临的重大问题。文中阐述了碰撞相容性概念并介绍了MPDB测试情况,以该测试为基础,建立等效力学模型,系统分析了整车质量、前端刚度、能量分布对于碰撞相容性的影响规律。针对四种车型建立MPDB仿真模型,分析验证了3因素对于相容性的影响。提出限定前舱最大刚度、限定乘员舱最小刚度、均匀前端结构、增大壁障变形区域等相容性优化策略。针对某车型提出具体结构改进方案,优化提升了该车型的碰撞相容性。     

某车型小重叠碰撞仿真及车体结构优化

该文建立了某实车正面小重叠碰撞有限元分析模型。先对该模型进行对标验证,然后根据"美国公路安全保险协会"(IIHS)相关评价体系的要求,进行了25%重叠偏置碰撞仿真,并分析与评估了碰撞中的结构变形。根据在25%小重叠偏置碰撞工况与传统40%偏置碰撞工况的有限元仿真结果的对比,提出了该车的优化方案:为了增加前舱吸收碰撞能量的能力和提高乘员舱刚度,改进了发动机舱上边梁结构。结果表明:该优化后的车体结构方案,得分从原来的"差",提升为"良",从而提高了整车的耐撞性。     

汽车事件数据记录系统(EDR)加速度数据格式要求研究

本文分析了我国EDR标准与国外法规之间关于加速度数据记录格式要求的区别,并通过理论分析给出了最低加速度分辨率要求。基于MPDB工况下碰撞试验获取的加速度数据,采用不同分辨率和采样频率进行数据提取,通过Matlab软件计算得到对应的delta-Ⅴ(速度变化量)曲线。根据现有标准法规中的delta-Ⅴ数据精度要求,对EDR所需记录的加速度数据分辨率和采样频率进行分析。     

角度碰撞中车-车碰撞兼容性的研究

为探究车与车角度碰撞下的车辆碰撞兼容性,运用LS-DYNA对比研究车与车角度碰撞中汽车前纵梁参与和不参与主要变形两种工况条件下的汽车动态响应,分析两种工况下整车质量参数对碰撞响应和碰撞兼容性的影响。结果表明,纵梁参与主要变形时,质量参数对两车碰撞兼容性的影响比纵梁未参与主要变形时更显著。     

基于行人保护柔性腿碰撞的前保险杠结构优化

在开发某车型时,参考2018版中国新车评价规程(C-NCAP)中柔性小腿(Flex-PLI)碰撞规则,运用计算机辅助工程(CAE)技术,对其前端保险杠结构进行优化。基于前端碰撞模型的简化模型,分析了前保险杠结构布置尺寸与碰撞伤害指标的相关关系,确定了优化方案,并通过CAE仿真分析验证了该优化方案的可行性。以上研究为改进行人保护柔性腿型碰撞的车辆前保险杠结构设计提供了参考。     

基于C-NCAP中MPDB试验对HybridⅢ5百分位假人的伤害分析

正面50%重叠移动渐进变形壁障（MPDB）工况是源于不同类型车辆碰撞相容性的研究,本文针对MPDB试验中的Hybrid Ⅲ 5百分位假人在碰撞试验中受到的损伤进行研究。通过对比汽车副驾位置的Hybrid Ⅲ 5百分位假人和驾驶员后排位置的Hybrid Ⅲ 5百分位假人的头颈,胸腹部,大腿、骨盆等身体部位的伤害值,分析Hybrid Ⅲ 5假人在车辆不同位置的损伤情况。结果表明,Hybrid Ⅲ 5假人在副驾位置时比在主驾后排位置时受到的损伤较小,尤其是其头部HIC值和头部合成加速度方面。     

车对车斜角碰撞中灵敏因子的探究和约束系统的优化EI北大核心CSCD

为寻找对斜角碰撞中有显著影响的约束系统参数,建立了SUV、中型车和小型车的驾驶员约束系统模型,采用均匀拉丁方方法进行试验设计,利用T检验筛选出不同车型车对车斜角碰撞中的灵敏因子,并针对灵敏因子进行了考虑车对车碰撞兼容性的约束系统优化。结果表明,车对车斜角碰撞中3种车型的灵敏因子大致相同;与每辆车单独优化相比,采用碰撞两车WIC值之和最小作为优化目标,除能有效减少目标车和同伴车的损伤值外,还可获得更好的车对车碰撞兼容性;不同车型在车对车斜角碰撞中的约束系统参数优化趋势有所不同,但仍有一定的共性,即优化一般会导致气体气囊质量流率的增加和安全带限力级别的降低。     

车对车斜角碰撞中灵敏因子的探究和约束系统的优化

为寻找对斜角碰撞中有显著影响的约束系统参数,建立了SUV、中型车和小型车的驾驶员约束系统模型,采用均匀拉丁方方法进行试验设计,利用T检验筛选出不同车型车对车斜角碰撞中的灵敏因子,并针对灵敏因子进行了考虑车对车碰撞兼容性的约束系统优化。结果表明,车对车斜角碰撞中3种车型的灵敏因子大致相同;与每辆车单独优化相比,采用碰撞两车WIC值之和最小作为优化目标,除能有效减少目标车和同伴车的损伤值外,还可获得更好的车对车碰撞兼容性;不同车型在车对车斜角碰撞中的约束系统参数优化趋势有所不同,但仍有一定的共性,即优化一般会导致气体气囊质量流率的增加和安全带限力级别的降低。     

2021 C-NCAP研究中的新工况设计影响分析

正目前2021版C-NCAP正在如火如荼的研究中,相比与2018版C-NCAP,新版本中对车辆结构要求做出了较大改变,最主要的是引入了模拟两车对撞的50kph50%重叠MPDB工况和采用a-PTL腿型的行人保护工况,这些全新的工况势必会对整车的安全设计带来重大影响。对此,泛亚安全团队从2021版C-NCAP研究启动开始,就紧跟C-NCAP管理中心要求,积极开展了C-NCAP研究内容的各种影响评估,本文将对MPDB乘员保护工况和应用a-PTL腿型的行人保护工况两部分内容的部分研究成果进行总结分享。     

乘用车前端车体架构规划

随着中国新车评价规程C-NCAP 2021版和中国保险汽车安全指数C-IASI 2018的正式实施,市场对乘用车的全正面刚性壁障(Front Rigid Barrier, FRB)、50%移动渐进可变形壁障(Moving Progressive Deformable Barrier, MPDB)、25%小偏置刚性壁障(Small Overlap Rigid Barrier, SORB)和行人保护有了严格的检测标准。为此,汽车厂商和汽车设计研究机构都在寻找各方面(性能/质量/成本/空间/整车尺寸等)相对均衡的方案。根据碰撞的方向和位置的不同,车体可以分为前端、后端和侧端,针对乘用车前端碰撞密切相关的前端车体架构,在深入研究国内、国外汽车公司和研究机构的做法及建议的基础上,结合实车的仿真和试验,进行分析、探讨。