新版C-NCAP侧面碰撞假人损伤研究

基于某车型的开发需求,采用新旧两种不同的侧面碰撞测试方法,对某车型进行了两次侧面碰撞试验,探究新的评价方法下,乘员保护面临的挑战。两种试验方法分别采用ES-2假人配合EEVC 2000可变形移动壁障和World SID50th假人配合碰撞中心后移以及保险杠高度提高的AE-MDB可变形移动壁障。试验结果表明,新的侧面碰撞测试方法对汽车侧面安全性能的要求更为严苛,主要体现在前排假人上肋骨损伤显著增加,后排乘员的头部损伤及盆骨损伤也明显增加。在新的侧面碰撞方案实施时,新的约束系统开发需要提高对前排乘员胸部及后排乘员的保护。     

50MDB试验工况下WorldSID假人和ES2假人伤害对比

World SID假人由于其更出色的生物仿真性,将在未来法规和评价试验中逐渐取代ES2假人。在2018版C-NCAP侧面碰撞试验工况下,用同一车型分别进行了World SID假人和ES2假人的碰撞试验,详细对比了两种假人的各部位伤害差异,并分析找到了影响其差异的具体原因。为未来2018版C-NCAP侧面试验假人的伤害优化提供参考。     

基于整车试验的前排双假人侧面碰撞工况预研

文章通过分析试验录像及ES-2假人各项物理伤害值,预研了非撞击侧假人在侧面碰撞中的运动姿态、伤害情况及对撞击侧假人伤害的影响,并用双World SID假人AEMDB侧碰仿真进行验证。     

车辆斜角碰撞中不同百分位假人伤害对比研究

斜角碰撞是交通事故中最常见的碰撞类型之一。然而,目前针对斜角碰撞的研究和标准较少,且保护对象主要以50~(th)假人为主,对5~(th)假人和95~(th)假人的重视程度不足。为完善汽车碰撞安全标准,进一步减少斜角碰撞事故中乘员伤亡,搭建了18°斜角碰撞工况试验平台,建立了3种工况试验方法,并通过15个车型、69次试验数据对比,分析了斜角碰撞中5~(th) 假人、50~(th)假人和95~(th) 假人各部位的伤害情况。结果表明:50~(th)假人颈部、骨盆和右大腿伤害风险最大,而5~(th) 假人的头部和胸部损伤指标比50~(th)假人分别高了12.2%和34.1%,95~(th)假人的左大腿力比50~(th)假人高了456.8%,表明18°斜角碰撞中不同身材的驾驶员均会受到不同程度损伤;本研究为完善汽车安全相关标准提供了数据支撑和技术支持,也对车企优化车型设计具有指导意义。     

对某车型两种侧面撞柱试验假人伤害研究

在L车型开发过程中,用ES-2型假人分别进行了FMVSS214和E-NCAP侧面撞柱试验。FMVSS214试验柱壁障从车辆碰撞侧偏前位置斜向侵入,E-NCAP试验柱壁障从碰撞侧垂直侵入。两种柱壁障侵入方式最终造成FMVSS214中假人向碰撞侧倾斜不明显,上半身受力时序依次为身体的上、中、下,且试验中座椅侧翼阻尼作用小,侧面安全气囊腹部位置易发生触底;E-NCAP中假人上半身有明显向碰撞侧倾斜现象,上半身受力时间比较接近,且座椅侧翼起到一定保护作用。试验结果表明,与现在执行的E-NCAP相比,在用ES-2型假人碰撞下,FMVSS214试验中假人胸部伤害相对偏小,腹部伤害相对偏大;在2015版E-NCAP侧面撞柱试验调整方案实施时,约束系统开发需要提高对腹部的保护作用。     

某车型正面18°斜角碰撞试验中前排乘员损伤分析

道路交通事故中车辆的碰撞方向通常呈一定角度。本文以某车型18°斜角滑台碰撞试验为例，分析了前排不同体位乘员各部位的损伤。结果显示：除大腿力外，50th假人其它部位的损伤指标均高于95th假人和5th假人，即前排乘员在相同斜角度碰撞工况条件下，中等身材乘员的上半身损伤较为严重，且95th假人各部位损伤指标曲线均迟于50th假人和5th假人；95th假人的大腿力损伤值高于50th假人和5th假人，即在相同斜角度碰撞工况条件下，较大身材乘员的下半身损伤风险较大。     

侧面碰撞用假人标准

世界各国的汽车安全标准纷繁复杂,对于汽车界而言,十分希望能统一全球的汽车安全标准,然而却困难重重。目前世界上有两大汽车侧面碰撞用假人:SID和Euro SID。SID是美国侧面碰撞试验用的假人,EuroSID是欧洲侧面碰撞试验用的假人。它头部采用美国正面碰撞假人Hybrid Ⅱ,胸部采用Hybrid Ⅲ,可做头部     

利用侧面安全气囊提高侧撞乘员保护效果的研究

文章简要阐述了针对C-NCAP侧撞要求中对于改进乘员保护所需的工作,基于侧面碰撞试验结果,分析了侧面气囊对乘员姿态控制和身体各部位的保护机理,提出了侧面气囊的设计思路。并结合某一车型的实际侧面碰撞性能提升开发过程,利用多次侧撞台车试验优化了侧面气囊并在整车侧撞试验中验证了气囊对假人胸部和腹部在C-NCAP中最易失分部位的保护效果。     

基于零部件试验的汽车侧面碰撞假人伤害的研究

为改善某款国产车型的侧面碰撞安全性,基于整车侧面碰撞试验和侧面气囊与车门内饰等零部件冲击试验,建立了该车侧面安全气囊和腹部与髋部侧面碰撞MADYMO子模型.运用侧面碰撞理论模型研究了假人伤害机理和车身各参数之间的相关性,通过计算机仿真,对车门内饰板相关部位的结构和侧面气囊进行了改进优化,并得到零部件试验的验证.结果表明,通过零部件试验的方法能有效降低假人伤害,提高汽车侧面碰撞安全性.     

WorldSID 50th假人整体式和分体式胸部垫片的比对分析

为深入了解WorldSID 50~(th)假人整体式和分体式胸部垫片结构性能的差异,在相同冲击工况下分别对配备两种垫片的WorldSID 50~(th)假人的胸部和腹部进行冲击,分析假人各部位的响应特性。结果表明:在相同冲击条件下,配备分体式垫片的假人所受到的冲击力较小,所产生的胸腹部位移较大,使假人的受力响应更集中于受力的区域附近,力及加速度的传递方面会有所削弱,但总体的差异不大。此研究中针对WorldSID 50~(th)假人整体式和分体式垫片在相同冲击工况下的研究和分析,为后期WorldSID 50~(th)假人胸部垫片的改良和选择提供了基础,具有一定的指导意义。     

中美侧面碰撞标准中假人性能的比较

在汽车的碰撞试验中,假人是一个重要的测试工具,通过试验假人来模拟汽车碰撞时各种物理量（力、加速度、位移）对人体的伤害,因此在汽车碰撞中假人的各种特性直接影响测量指标的准确性。文章对中关侧面碰撞试验用的几种假人进行了比较,指出对于整车碰撞性能,SE2假人的整体指标要比ES1高,SE2在结构上比ES1更合理,SE2的生物力学特性比ES1稍好。     

汽车侧面碰撞假人应用分析

汽车侧面碰撞假人是汽车侧面碰撞试验中一项重要的测试工具。它模仿人的外形和内部结构,用于研究汽车侧面碰撞对车内驾乘人员的损伤情况。文章对汽车侧面碰撞用假人进行了介绍,通过对不同时期的侧面碰撞用假人的生物性能分析,指出目前在我国进行的侧面碰撞强制性试验中,所使用的侧面碰撞用假人的特点及其存在的缺陷,通过对世界目前应用中的不同类型的侧面碰撞假人的比较分析,提出适合中国情况的侧面碰撞试验用假人。     

乘员侧面碰撞胸部损伤评价方法的计算机仿真研究

文中介绍了侧面碰撞下胸部的损伤生物力学研究状况以及各种评价方法。建立了胸部在侧向和斜向钝性冲击作用下的Madymo仿真模型,通过对比肋骨变形的仿真曲线与标准试验曲线,验证了模型的有效性。通过计算机仿真分析,得到了摆锤碰撞速度为4m/s时ES-2型假人胸部在侧向和斜向冲击下RDC值和VCmax值的变化情况。将该变化情况与生物力学试验的数据进行对比,结果表明,ES-2型假人胸部在斜碰撞时其RDC值不能真实地反应人体的响应。     

DYNA-MADYMO耦合计算方法在车辆侧面碰撞模拟分析中的应用

利用DYNA-MADYMO耦合计算方法可以将一个LS-DYNA格式的整车结构模型和一个MADYMO格式的乘员约束系统合并在一个系统里进行计算。这种方法可以充分发挥两个软件的优点,从而增强模拟计算的鲁棒性。文章针对某车型建立了带假人的整车侧面碰撞耦合计算模型,通过在ECER95侧面碰撞条件下试验值和模拟值的对比分析验证了模型的正确性。     

冲击载荷下Hybrid Ⅲ假人颈部应力与应变

为研究对假人颈部软材料在冲击载荷下的动态力学响应,模拟了摆锤冲击工况和佩戴三点式安全带的Hybrid Ⅲ假人滑车正面碰撞工况。模拟中,基于验证的Hybrid Ⅲ 50百分位男子假人有限元模型,使用了非线性动态显示有限元仿真分析方法。在两种结构、两类载荷下,比较了颈部橡胶材料的局部应力和应变。结果表明:法规认证的颈部试验载荷工况比滑车碰撞工况严重。因此,为准确表征假人橡胶材料的力学行为,需要设计一种能够反映整车碰撞环境下假人颈部变形特征的材料试验;试验中,要求应变达到1.5,且应变率达到50 s-1;其应力状态包括单向拉伸/压缩、纯剪切、双向拉伸/压缩,以及体积压缩。     

整车侧面移动壁障碰撞的耦合仿真计算

如何准确预测和评价整车侧面碰撞结构侵入情况下的乘员伤害是目前的工程难题。文章针对E-NCAP侧面碰撞规程,采用Ls-dyna有限元与Madymo多刚体耦合计算方法建立整车有限元与ES一2FacetQ假人耦合模型,仿真分析车身侧面碰撞变形,评价结构侵入后的乘员伤害。耦合计算结果表明,车身侧面结构变形和假人伤害与碰撞试验值具有较好的吻合度,证明了耦合方法的可行性和正确性,可为改进车身侧面结构提供参考依据。     

乘员侧面碰撞胸部损伤评钐方法的计算机仿真研究

文中介绍了侧面碰撞下胸部的损伤生物力学研究状况以及各种评价方法。建立了胸部在侧向和斜向钝性冲击作用下的Madymo仿真模型，通过对比肋骨变形的仿真曲线与标准试验曲线，验证了模型的有效性。通过计算机仿真分析，得到了摆锤碰撞速度为4m／s时ES-2型假人胸部在侧向和斜向冲击下RDC值和VCmax值的变化情况。将该变化情况与生物力学试验的数据进行对比，结果表明，ES-2型假人胸部在斜碰撞时其RDC值不能真实地反应人体的响应。     

某车型正碰后排假人伤害的仿真与试验分析

正面碰撞后排假人安全性是车型安全开发的重要指标之一。本文针对某车型在开发过程中存在的后排女性假人下潜及胸部伤害现象,首先分析后排女性假人运动机理;其次,分别提出"增加假人一侧座垫连接结构及防下潜支架"及"采用后排限力式安全带"的改进方案,并基于有限元方法建立正碰仿真分析模型开展正面碰撞分析;然后,设计台车碰撞试验方案,进行正面碰撞台车试验,分析方案的可行性;最终通过实车验证。研究表明,方案能够有效避免后排女性假人发生下潜现象及降低胸部伤害,使其满足车型安全开发要求。     

基于ASIS系统的侧面柱碰台车试验方法

在中国在侧面柱碰的台车试验研究很少,尚未颁布国家的侧面柱碰法规。本文研制了一种侧面柱碰台车试验方法。此方法基于现行欧盟新车评价规程(Euro-NCAP)的侧面柱碰工况,利用了ASIS(Advanced Side Impact System)多侵入缸系统。设计了试验夹具,运用CAE(计算机辅助工程)仿真优化工具,简化了输入波形,进行了某车型的台车试验,并和其整车试验数据比对。结果表明:头部加速度峰值误差小于5%,脊柱和骨盆加速度峰值误差在20%以内:该台车试验再现了整车试验中的假人在运动姿态。该方法也可用于其他台车试验。     

基于E-NCAP的10岁儿童损伤防护研究

最新版欧洲新车评价规程(E-NCAP)使用10岁Q系列儿童假人来评价约束系统对儿童乘员的保护效果。针对某国内量产车型,分别采用MADYMO和Hypermesh软件建立了该车的后排6岁儿童乘员约束系统仿真模型和整车有限元模型,并利用试验数据进行了对比验证。将Q10儿童假人放入已验证的儿童约束系统中,根据E-NCAP规定的正面40%偏置碰撞和侧面碰撞要求进行仿真。在对两种工况下乘员约束系统参数灵敏度分析的基础上,选取对儿童损伤影响显著的参数为优化变量,以综合评价损伤指标WIC最小为优化目标,采用Kriging算法创建响应面模型并结合遗传算法进行参数优化。结果表明:优化后的约束系统参数能有效提高对10岁儿童乘员的保护效果,正面偏置碰撞中得分提高了24.6%,侧面碰撞中得分提高了36.5%。