張君媛簡版課件2014

1、汽車安全性汽車被動安全性汽車被動安全性汽車安全性第一章第一章 緒論緒論第一節(jié)第一節(jié) 汽車安全性研究的歷史與意義汽車安全性研究的歷史與意義第二節(jié)第二節(jié) 汽車安全性研究的范圍和方法汽車安全性研究的范圍和方法第三節(jié)第三節(jié) 國內(nèi)、外汽車安全性發(fā)展現(xiàn)狀國內(nèi)、外汽車安全性發(fā)展現(xiàn)狀第四節(jié)第四節(jié) 本課程內(nèi)容本課程內(nèi)容 汽車安全性第一節(jié)第一節(jié) 汽車安全性研究的歷史與意義汽車安全性研究的歷史與意義第一章第一章 緒論緒論汽車安全性上世紀(jì)上世紀(jì)7070年代前，汽車的安全性研究基本上都集年代前，汽車的安全性研究基本上都集中在提高汽車操縱穩(wěn)定性、制動性和駕駛員視野研中在提高汽車操縱穩(wěn)定性、制動性和駕駛員視野研究上，并被稱

2、為汽車的主動安全性研究。究上，并被稱為汽車的主動安全性研究。即便如此，由于汽車的保有量急劇增加，各種交即便如此，由于汽車的保有量急劇增加，各種交通事故仍頻頻發(fā)生。有數(shù)字表明從二次世界大戰(zhàn)到通事故仍頻頻發(fā)生。有數(shù)字表明從二次世界大戰(zhàn)到19651965年，美國在各種交通事故中的死亡人數(shù)達(dá)年，美國在各種交通事故中的死亡人數(shù)達(dá)150150萬以上，比美國建國以來歷次戰(zhàn)爭中死亡人數(shù)總和萬以上，比美國建國以來歷次戰(zhàn)爭中死亡人數(shù)總和還多，汽車一度被稱為還多，汽車一度被稱為“行駛的棺材行駛的棺材”。 第一章第一章 緒論緒論汽車安全性 60 60年代美國人年代美國人Ralph NaderRalph Nader所著

3、的所著的Unsafe Unsafe at any speedat any speed一書成為汽車安全問題大討論一書成為汽車安全問題大討論的導(dǎo)火索。他提出生產(chǎn)廠應(yīng)把改善汽車安全性的導(dǎo)火索。他提出生產(chǎn)廠應(yīng)把改善汽車安全性作為最高使命。安全問題從此成為社會問題作為最高使命。安全問題從此成為社會問題 。第一章第一章 緒論緒論汽車安全性 1966 1966年美國國會以立法的形式提出了汽車年美國國會以立法的形式提出了汽車被動安全性技術(shù)法規(guī)，此后汽車被動安全被動安全性技術(shù)法規(guī)，此后汽車被動安全性研究進(jìn)入快速發(fā)展階段。性研究進(jìn)入快速發(fā)展階段。第一章第一章 緒論緒論汽車安全性第二節(jié)第二節(jié) 汽車安全性研究的范圍汽

4、車安全性研究的范圍第一章第一章 緒論緒論 近近2020年汽車新技術(shù)集中在安全、環(huán)保、節(jié)能年汽車新技術(shù)集中在安全、環(huán)保、節(jié)能三大主題上。三大主題上。據(jù)專家預(yù)測，在本世紀(jì)的前據(jù)專家預(yù)測，在本世紀(jì)的前20年，年，汽車工藝技術(shù)將仍然圍繞著安全、節(jié)能以及排放汽車工藝技術(shù)將仍然圍繞著安全、節(jié)能以及排放控制來展開?？刂苼碚归_。 汽車安全性主動安全性研究主動安全性研究: :汽車主動安全性，是指汽車本身防止或減少道路汽車主動安全性，是指汽車本身防止或減少道路交通事故發(fā)生的性能。主要取決于汽車的總體尺寸、制交通事故發(fā)生的性能。主要取決于汽車的總體尺寸、制動性、行駛穩(wěn)定性、操縱性、信息性以及駕駛員工作條動性、行駛穩(wěn)

5、定性、操縱性、信息性以及駕駛員工作條件件(操作元件人機(jī)特性、座椅舒適性、噪聲、溫度和通操作元件人機(jī)特性、座椅舒適性、噪聲、溫度和通風(fēng)、操縱輕便性等風(fēng)、操縱輕便性等)。此外，汽車動力性。此外，汽車動力性(特別是超車的特別是超車的時間和距離時間和距離)也是很重要的影響因素。也是很重要的影響因素。汽車安全性被動安全性研究被動安全性研究: :汽車被動安全性，是指交通事故發(fā)生后，汽車本汽車被動安全性，是指交通事故發(fā)生后，汽車本身減輕人員傷害和貨物損失的能力。又可分為汽車內(nèi)部身減輕人員傷害和貨物損失的能力。又可分為汽車內(nèi)部被動安全性被動安全性(減輕車內(nèi)乘員受傷和貨物受損減輕車內(nèi)乘員受傷和貨物受損)以及外部

6、被以及外部被動安全性動安全性(減輕對事故所涉及的其它人員和車輛的損害減輕對事故所涉及的其它人員和車輛的損害) 汽車安全性車體結(jié)構(gòu)抗撞性研究：車體結(jié)構(gòu)抗撞性研究：主要研究汽車車身主要研究汽車車身結(jié)構(gòu)對碰撞能量的吸收特結(jié)構(gòu)對碰撞能量的吸收特性，尋求改善車身結(jié)構(gòu)抗性，尋求改善車身結(jié)構(gòu)抗撞性的方法，在保證乘員撞性的方法，在保證乘員生存空間的前提下，使得生存空間的前提下，使得車身變形吸收的碰撞能量車身變形吸收的碰撞能量最大最大, ,從而傳給車內(nèi)乘員從而傳給車內(nèi)乘員的碰撞能量最小。的碰撞能量最小。 汽車安全性人體損傷生物力學(xué)研究：人體損傷生物力學(xué)研究：研究人體在碰撞中的傷害機(jī)理、力學(xué)響應(yīng)和承受研究人體在碰

7、撞中的傷害機(jī)理、力學(xué)響應(yīng)和承受極限，是關(guān)于生物和力學(xué)的邊緣學(xué)科，它試圖用物理和極限，是關(guān)于生物和力學(xué)的邊緣學(xué)科，它試圖用物理和力學(xué)的方法解釋醫(yī)學(xué)物體。其研究基礎(chǔ)是力學(xué)的基本定力學(xué)的方法解釋醫(yī)學(xué)物體。其研究基礎(chǔ)是力學(xué)的基本定律和動物組織的本構(gòu)方程。律和動物組織的本構(gòu)方程。 汽車安全性乘員約束系統(tǒng)研究：乘員約束系統(tǒng)研究：主要集中在安全帶、安全氣囊、安全座椅、吸能主要集中在安全帶、安全氣囊、安全座椅、吸能式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、安全儀表板、內(nèi)飾組件的吸能襯墊材料特式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、安全儀表板、內(nèi)飾組件的吸能襯墊材料特性等，對乘員約束系統(tǒng)的研究旨在避免和減輕乘員與車性等，對乘員約束系統(tǒng)的研究旨在避免和減輕乘員與車內(nèi)構(gòu)件

8、的二次碰撞（車與障礙物的碰撞稱為一次碰撞），內(nèi)構(gòu)件的二次碰撞（車與障礙物的碰撞稱為一次碰撞），將乘員在碰撞中所受到的損傷值將乘員在碰撞中所受到的損傷值降到最低。降到最低。 汽車安全性碰撞試驗裝置、方法和數(shù)據(jù)處理的研究：碰撞試驗裝置、方法和數(shù)據(jù)處理的研究：為進(jìn)行碰撞傷害研究所進(jìn)行的試驗包括實(shí)車碰撞為進(jìn)行碰撞傷害研究所進(jìn)行的試驗包括實(shí)車碰撞試驗、滑車模擬碰撞試驗和零部件臺架試驗。試驗、滑車模擬碰撞試驗和零部件臺架試驗。 汽車安全性行人保護(hù)的研究：行人保護(hù)的研究：研究車輛和行人之間的相互作用，研究如何設(shè)計研究車輛和行人之間的相互作用，研究如何設(shè)計車體結(jié)構(gòu)能夠降低行人所受到的傷害。車體結(jié)構(gòu)能夠降低行人

9、所受到的傷害。 汽車安全性汽車安全法規(guī)的研究：汽車安全法規(guī)的研究：美國在美國在19681968年制定的年制定的FMVSS208 FMVSS208 是第一個汽車碰是第一個汽車碰撞安全法規(guī)。不同國家的交通事故形態(tài)和車型分布各不撞安全法規(guī)。不同國家的交通事故形態(tài)和車型分布各不相同，而一個國家的碰撞安全法規(guī)直接影響汽車產(chǎn)品開相同，而一個國家的碰撞安全法規(guī)直接影響汽車產(chǎn)品開發(fā)的設(shè)計思想。發(fā)的設(shè)計思想。 汽車安全性研究方法研究方法CAE研究研究 解析法解析法 多剛體動力學(xué)法多剛體動力學(xué)法 有限元法有限元法實(shí)驗研究實(shí)驗研究實(shí)車試驗實(shí)車試驗零部件試驗零部件試驗材料試驗材料試驗汽車安全性CAE試驗試驗設(shè)計設(shè)計產(chǎn)

10、品驗證產(chǎn)品驗證概念設(shè)計概念設(shè)計詳細(xì)設(shè)計詳細(xì)設(shè)計發(fā)展趨勢發(fā)展趨勢汽車安全性 第三節(jié)第三節(jié) 國內(nèi)、外發(fā)展現(xiàn)狀國內(nèi)、外發(fā)展現(xiàn)狀美國歐洲澳大利亞日本，韓國中國汽車安全性國外的研究特點(diǎn)：國外的研究特點(diǎn)：1.1.研究方向多研究方向多 : 包含車體結(jié)構(gòu)抗撞性（包括自身抗撞性和相容包含車體結(jié)構(gòu)抗撞性（包括自身抗撞性和相容性）、人體損傷生物力學(xué)、乘員約束系統(tǒng)先進(jìn)技術(shù)性）、人體損傷生物力學(xué)、乘員約束系統(tǒng)先進(jìn)技術(shù)及參數(shù)的匹配與優(yōu)化、各種類型碰撞試驗、被動安及參數(shù)的匹配與優(yōu)化、各種類型碰撞試驗、被動安全性法規(guī)和道路交通傷以及交通事故再現(xiàn)與分析等全性法規(guī)和道路交通傷以及交通事故再現(xiàn)與分析等多方面的研究。多方面的研究。

11、汽車安全性2.2.安全工況復(fù)雜安全工況復(fù)雜 : 研究包括正面碰撞和偏置碰撞的前碰撞、研究包括正面碰撞和偏置碰撞的前碰撞、后碰撞、側(cè)碰撞和滾翻等各種情況。由于正面后碰撞、側(cè)碰撞和滾翻等各種情況。由于正面和側(cè)碰發(fā)生的概率較大，因此研究較多，法規(guī)和側(cè)碰發(fā)生的概率較大，因此研究較多，法規(guī)也比較完善。后碰和滾翻目前雖還沒有政府法也比較完善。后碰和滾翻目前雖還沒有政府法規(guī)，但國外對這方面的研究非常多。規(guī)，但國外對這方面的研究非常多。 汽車安全性汽車安全性3.3.保護(hù)對象全面保護(hù)對象全面 : 除了研究對第除了研究對第5050百分位男性的保護(hù)效果外，百分位男性的保護(hù)效果外，還研究第還研究第5 5百分位女性、百

12、分位女性、1212個月、個月、3 3歲和歲和6 6歲的歲的兒童、離位乘員（兒童、離位乘員（OOP-Out Of PositionOOP-Out Of Position）甚）甚至孕婦的保護(hù)。至孕婦的保護(hù)。 汽車安全性4.4.研究方法先進(jìn)研究方法先進(jìn) : 結(jié)合碰撞試驗和計算機(jī)仿真技術(shù)。計算機(jī)模結(jié)合碰撞試驗和計算機(jī)仿真技術(shù)。計算機(jī)模擬研究從擬研究從6060年代開始，近年代開始，近2020、30 30 年發(fā)展最快。主年發(fā)展最快。主要原因是隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，以多剛體系統(tǒng)要原因是隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，以多剛體系統(tǒng)動力學(xué)、大變形非線性有限元為基礎(chǔ)的大型碰撞動力學(xué)、大變形非線性有限元為基礎(chǔ)的大型碰撞模擬軟

13、件已經(jīng)達(dá)到一定精度。模擬軟件已經(jīng)達(dá)到一定精度。 汽車安全性德國大眾汽車公司在德國大眾汽車公司在1985年構(gòu)造的年構(gòu)造的POLO車前部正面碰撞的有限元模型。在車前部正面碰撞的有限元模型。在這個模型中，使用梁單元對其后部進(jìn)行這個模型中，使用梁單元對其后部進(jìn)行了較大的簡化。共包括了較大的簡化。共包括5555個殼單元和個殼單元和106個梁單元。個梁單元。 2001年德國寶馬汽車公司年德國寶馬汽車公司BMWX5車正面碰撞的計算結(jié)構(gòu)車正面碰撞的計算結(jié)構(gòu)，在這個模型中使用的單元數(shù)目，在這個模型中使用的單元數(shù)目超過超過50萬，不僅包括發(fā)動機(jī)、前萬，不僅包括發(fā)動機(jī)、前橋和懸架，還包括假人、轉(zhuǎn)向系橋和懸架，還包括

14、假人、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、座椅、安全帶和安全氣囊。統(tǒng)、座椅、安全帶和安全氣囊。汽車安全性國內(nèi)的研究情況：國內(nèi)的研究情況：中國汽車工程學(xué)會于中國汽車工程學(xué)會于19951995年年9 9月成立了（被動）安月成立了（被動）安全技術(shù)專業(yè)委員會。而全技術(shù)專業(yè)委員會。而19991999年年1010月月2828日，日，CMVDR 294CMVDR 294關(guān)于正面碰撞乘員保護(hù)的設(shè)計規(guī)則關(guān)于正面碰撞乘員保護(hù)的設(shè)計規(guī)則的頒布則標(biāo)的頒布則標(biāo)志著我國的碰撞法規(guī)正逐漸與國際接軌。志著我國的碰撞法規(guī)正逐漸與國際接軌。 汽車安全性第四節(jié)第四節(jié) 本課程內(nèi)容本課程內(nèi)容第一章第一章 緒論緒論汽車安全性參考資料：參考資料：1.王瑄王瑄等等編

15、著編著現(xiàn)代汽車安全現(xiàn)代汽車安全人民交通出版社人民交通出版社1998.52.黃世霖黃世霖張金換張金換王曉冬王曉冬汽車碰撞與安全汽車碰撞與安全清華大清華大學(xué)出版社學(xué)出版社2000.123. 論文論文(學(xué)位論文、會議論文、期刊、學(xué)位論文、會議論文、期刊、SAEpaper)第一節(jié)第一節(jié) 乘員碰撞傷害的研究乘員碰撞傷害的研究第二節(jié)第二節(jié) 傷害評價傷害評價第三章第三章 乘員碰撞傷害與傷害的評價乘員碰撞傷害與傷害的評價第一節(jié)第一節(jié) 乘員碰撞傷害的研究乘員碰撞傷害的研究汽車被動安全性研究的宗旨是通過生物力學(xué)研究人體傷害機(jī)理、汽車被動安全性研究的宗旨是通過生物力學(xué)研究人體傷害機(jī)理、人體對碰撞的忍受能力，以制訂傷

16、害評價指標(biāo)。在事故中最大人體對碰撞的忍受能力，以制訂傷害評價指標(biāo)。在事故中最大可能地避免或減緩對乘員的傷害?？赡艿乇苊饣驕p緩對乘員的傷害。傷害生物力學(xué)主要研究機(jī)械載荷，尤其是沖擊載荷對人體的影傷害生物力學(xué)主要研究機(jī)械載荷，尤其是沖擊載荷對人體的影響。當(dāng)機(jī)械載荷作用于人體時，人體響應(yīng)區(qū)域就會發(fā)生機(jī)械上響。當(dāng)機(jī)械載荷作用于人體時，人體響應(yīng)區(qū)域就會發(fā)生機(jī)械上和生理上的變化，這就是生物力學(xué)響應(yīng)。當(dāng)生物力學(xué)響應(yīng)使生和生理上的變化，這就是生物力學(xué)響應(yīng)。當(dāng)生物力學(xué)響應(yīng)使生物體的變形超過了可恢復(fù)極限時，將引起組織結(jié)構(gòu)的損傷和正物體的變形超過了可恢復(fù)極限時，將引起組織結(jié)構(gòu)的損傷和正常機(jī)能的改變，也就產(chǎn)生了傷害。

17、常機(jī)能的改變，也就產(chǎn)生了傷害。第二章第二章乘員碰撞傷害與傷害的評價乘員碰撞傷害與傷害的評價第二章第二章乘員碰撞傷害與傷害的評價乘員碰撞傷害與傷害的評價人體在碰撞中的傷害源：人體在碰撞中的傷害源：1.1. 二次碰撞二次碰撞; ; 2.2. 車體結(jié)構(gòu)對乘員艙的侵入車體結(jié)構(gòu)對乘員艙的侵入; ;3.3. 乘員約束系統(tǒng)本身由于設(shè)計或使用不當(dāng)乘員約束系統(tǒng)本身由于設(shè)計或使用不當(dāng)產(chǎn)生的副作用產(chǎn)生的副作用; ; 4. 乘員身體暴露車外乘員身體暴露車外. 人體傷害的評估分為傷害分級和定量測量兩類。人體傷害的評估分為傷害分級和定量測量兩類。前者從解剖學(xué)角度出發(fā)，根據(jù)受傷的位置、傷害的類前者從解剖學(xué)角度出發(fā)，根據(jù)受傷

18、的位置、傷害的類型和相應(yīng)的程度來描述傷害。它描述的是傷害本身，型和相應(yīng)的程度來描述傷害。它描述的是傷害本身，而不是傷害造成的后果。后者是在試驗室碰撞試驗中而不是傷害造成的后果。后者是在試驗室碰撞試驗中使用假人評價整車或汽車安全保護(hù)系統(tǒng)安全性能的主使用假人評價整車或汽車安全保護(hù)系統(tǒng)安全性能的主要方法要方法 第二章第二章乘員碰撞傷害與傷害的評價乘員碰撞傷害與傷害的評價定性研究定性研究簡明傷害分級簡明傷害分級被全世界普遍接受的解剖學(xué)上的標(biāo)準(zhǔn)是簡明傷害標(biāo)被全世界普遍接受的解剖學(xué)上的標(biāo)準(zhǔn)是簡明傷害標(biāo)準(zhǔn)（準(zhǔn)（AISAbbreviatedInjuryScale）。）。AIS是一種對生是一種對生命威脅程度的分

19、級。每個命威脅程度的分級。每個AIS水平都有一個生物力學(xué)容水平都有一個生物力學(xué)容限。限。 第二節(jié)第二節(jié)傷害的評價傷害的評價第二章第二章乘員碰撞傷害與傷害的評價乘員碰撞傷害與傷害的評價傷害級別傷害程度0無傷害1輕傷 2 中傷3 重傷（無生命危險）4重傷（有生命危險） 5重危 6死亡（24小時之內(nèi) 因一個致命原因） 7死亡（因兩個致命原因） 8死亡（因三個致命原因或燒死） 9情況不明第二章第二章乘員碰撞傷害與傷害的評價乘員碰撞傷害與傷害的評價對傷害進(jìn)行定量測量對傷害進(jìn)行定量測量頭部的耐沖擊性和傷害指標(biāo)頭部的耐沖擊性和傷害指標(biāo) 胸部的耐沖擊性和傷害指標(biāo)胸部的耐沖擊性和傷害指標(biāo)大腿骨傷害標(biāo)準(zhǔn)大腿骨傷害

20、標(biāo)準(zhǔn)頸部傷害指標(biāo)頸部傷害指標(biāo)完全傷害評價完全傷害評價 第二章第二章乘員碰撞傷害與傷害的評價乘員碰撞傷害與傷害的評價第二章第二章乘員碰撞傷害與傷害的評價乘員碰撞傷害與傷害的評價1. 1. 頭部傷害指標(biāo)頭部傷害指標(biāo) max5 . 2121221)(1)(ttdttattttHIC12,tt第二章第二章乘員碰撞傷害與傷害的評價乘員碰撞傷害與傷害的評價HIC（Head Injury Criterion)胸部胸部3ms3ms準(zhǔn)則準(zhǔn)則通常所說的人胸部受傷嚴(yán)重程度的容限水平通常所說的人胸部受傷嚴(yán)重程度的容限水平（AIS4）是指作用在上胸部重心處的作用時間為）是指作用在上胸部重心處的作用時間為3ms或更長時間

21、的線性加速度最大值為或更長時間的線性加速度最大值為60g。第二章第二章乘員碰撞傷害與傷害的評價乘員碰撞傷害與傷害的評價3. 3. 胸部壓縮量胸部壓縮量胸部壓縮量定義了軀干和肋骨的最大壓胸部壓縮量定義了軀干和肋骨的最大壓縮量。它表明了胸部骨折的情況?？s量。它表明了胸部骨折的情況。第二章第二章乘員碰撞傷害與傷害的評價乘員碰撞傷害與傷害的評價第二章第二章乘員碰撞傷害與傷害的評價乘員碰撞傷害與傷害的評價粘性指標(biāo)粘性指標(biāo)VC(Viscous)： 變形速度變形速度V(t)和相對擠壓變形量和相對擠壓變形量G(t)的乘積，的乘積，變形速度變形速度V(t)由變形量由變形量D(t)差分計算獲得，差分計算獲得，V(

22、t)=dD(t)/dt G(t)=D(t)/D D為軀干的初始厚度為軀干的初始厚度VC的單位為的單位為 m/sDtDtdtDdVC)()()(第二章第二章乘員碰撞傷害與傷害的評價乘員碰撞傷害與傷害的評價5. 腿部傷害評價腿部傷害評價（1） 大腿骨軸向壓縮力（N）（2）小腿骨軸向壓縮力（N）6.6.頸部傷害頸部傷害評價評價 （1） 向前彎曲力矩（Nm）（2） 向后彎曲力矩（Nm）（3） 軸向拉伸力（N）（4） 軸向壓縮力（N）（5） 剪切力（N） 第二章第二章乘員碰撞傷害與傷害的評價乘員碰撞傷害與傷害的評價 第一節(jié)第一節(jié) 簡介簡介 第二節(jié)第二節(jié) 車身結(jié)構(gòu)安全性設(shè)計車身結(jié)構(gòu)安全性設(shè)計 第三節(jié)第三節(jié)

23、 安全帶安全帶 第四節(jié)第四節(jié) 安全氣囊安全氣囊 第五節(jié)第五節(jié) 能量吸收式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)能量吸收式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu) 第六節(jié)第六節(jié) 座椅及頭枕座椅及頭枕第四章第四章 汽車被動安全對策汽車被動安全對策第一節(jié)第一節(jié) 簡介簡介一一 、概念、概念 1 碰撞安全性: 發(fā)生事故時汽車保護(hù)乘員的能力。 2 汽車與外部事物之間的碰撞稱為一次碰撞。 3 乘員于汽車內(nèi)部之間的碰撞稱為二次碰撞。第三章第三章汽車被動安全對策汽車被動安全對策二二 、乘員的傷害原因、乘員的傷害原因 1 碰撞使汽車結(jié)構(gòu)發(fā)生變形，汽車構(gòu)件侵入乘員空間； 2 由于汽車結(jié)構(gòu)破損，乘員身體暴露到汽車外； 3 乘員由于慣性與車內(nèi)部件發(fā)生碰撞。第三章第三章汽車被動安全

24、對策汽車被動安全對策 三、提高被動安全性的措施三、提高被動安全性的措施1. 提高汽車結(jié)構(gòu)安全性 a 增大塑性變形，吸收更多的能量。增大塑性變形，吸收更多的能量。 b 降低減速度峰值，減輕碰撞強(qiáng)度降低減速度峰值，減輕碰撞強(qiáng)度 c 保證乘員生存空間保證乘員生存空間2. 使用乘員保護(hù)系統(tǒng) a 安全帶安全帶 b 安全氣囊安全氣囊 c 膝墊膝墊第三章第三章汽車被動安全對策汽車被動安全對策 一一 設(shè)計原則設(shè)計原則 1 車身前部構(gòu)件盡量吸收撞擊能量，緩解乘員受到的沖擊。車身前部構(gòu)件盡量吸收撞擊能量，緩解乘員受到的沖擊。 2 增大乘員室剛度，確保乘員的有效生存空間，同時還必增大乘員室剛度，確保乘員的有效生存空

25、間，同時還必須保證碰撞后乘員易于逃脫和容易進(jìn)行救護(hù)；須保證碰撞后乘員易于逃脫和容易進(jìn)行救護(hù)； 3 碰撞發(fā)生后，結(jié)構(gòu)允許破壞，但要嚴(yán)格控制破壞后的變碰撞發(fā)生后，結(jié)構(gòu)允許破壞，但要嚴(yán)格控制破壞后的變形，防止車輪、發(fā)動機(jī)、變速箱等剛性部件侵入駕駛室。形，防止車輪、發(fā)動機(jī)、變速箱等剛性部件侵入駕駛室。第三章第三章汽車被動安全對策汽車被動安全對策第二節(jié)第二節(jié)車身結(jié)構(gòu)安全性設(shè)計 二二 安全車身的分段碰撞特性安全車身的分段碰撞特性 汽車與不同客體相撞時能根據(jù)客體的情況表現(xiàn)出相應(yīng)的力學(xué)特性。 第三章第三章汽車被動安全對策汽車被動安全對策 1. 軟區(qū)段：用于保護(hù)行人。軟區(qū)段：用于保護(hù)行人。 2. 碰撞相容區(qū)：碰

26、撞相容區(qū)： 使具有不同使具有不同 質(zhì)量的兩車相撞時，在兩質(zhì)量的兩車相撞時，在兩 輛車的撞擊區(qū)都能夠產(chǎn)生輛車的撞擊區(qū)都能夠產(chǎn)生 最佳的能量分布以保護(hù)輛最佳的能量分布以保護(hù)輛 車中的全部乘員。車中的全部乘員。 3. 自我保護(hù)區(qū)：當(dāng)車與剛性自我保護(hù)區(qū)：當(dāng)車與剛性 墻相撞時保護(hù)乘員。墻相撞時保護(hù)乘員。第三章第三章汽車被動安全對策汽車被動安全對策 三三 低速碰撞安全對策低速碰撞安全對策 1 目的目的 a 保護(hù)行人安全、降低對行人的傷害保護(hù)行人安全、降低對行人的傷害 b 保護(hù)汽車重要部件免遭損害，降低維修費(fèi)用保護(hù)汽車重要部件免遭損害，降低維修費(fèi)用 2 減輕一次碰撞傷害減輕一次碰撞傷害能量吸收式保險杠能量吸

27、收式保險杠筒狀能量吸收裝置筒狀能量吸收裝置利用泡沫材料作為能量吸收體利用泡沫材料作為能量吸收體蜂窩狀能量吸收體蜂窩狀能量吸收體第四章第四章汽車被動安全對策汽車被動安全對策 第四章第四章汽車被動安全對策汽車被動安全對策 3 減輕二次碰撞傷害減輕二次碰撞傷害 a 原因原因: 行人頭部與發(fā)動機(jī)罩和風(fēng)窗玻璃及風(fēng)窗玻行人頭部與發(fā)動機(jī)罩和風(fēng)窗玻璃及風(fēng)窗玻 璃框架的碰撞璃框架的碰撞 b 措施措施: 軟化風(fēng)窗玻璃框架軟化風(fēng)窗玻璃框架 4 減輕三次碰撞傷害：路面救助網(wǎng)減輕三次碰撞傷害：路面救助網(wǎng) 5 注意車外突出物對人的傷害注意車外突出物對人的傷害 第四章第四章汽車被動安全對策汽車被動安全對策第四章第四章汽車被

28、動安全對策汽車被動安全對策 包含所有傷害類型的碰撞事故的概率分布（美國）4 正面碰撞安全對策正面碰撞安全對策第四章第四章汽車被動安全對策汽車被動安全對策48.2%10.7%14.4%9.4%12.6%0.9%1.9%0.9%不同撞擊部位的死亡人數(shù)（乘車者死亡總數(shù)4405人/年，日本） 第四章第四章汽車被動安全對策汽車被動安全對策第第四四章章汽汽車車被被動動安安全全對對策策汽車安全性發(fā)動機(jī)等部件下移：防止這些部件發(fā)動機(jī)等部件下移：防止這些部件侵入駕駛室，應(yīng)設(shè)法使這些部件碰侵入駕駛室，應(yīng)設(shè)法使這些部件碰撞后下移。撞后下移。五五 側(cè)面碰撞安全對策側(cè)面碰撞安全對策第四章第四章汽車被動安全對策汽車被動安

29、全對策第四章第四章汽車被動安全對策汽車被動安全對策設(shè)計思想：設(shè)計思想：將碰撞力傳遞給具有保護(hù)作用的梁、柱、將碰撞力傳遞給具有保護(hù)作用的梁、柱、地板、頂蓋、門檻等，并被其吸收、分地板、頂蓋、門檻等，并被其吸收、分散。散。結(jié)構(gòu)措施結(jié)構(gòu)措施: 1 增加車門強(qiáng)度增加車門強(qiáng)度 2 增加側(cè)圍物件的強(qiáng)度增加側(cè)圍物件的強(qiáng)度 3 增加門檻梁強(qiáng)度增加門檻梁強(qiáng)度 4 合理設(shè)計門鎖及門鉸鏈合理設(shè)計門鎖及門鉸鏈 5 增加門內(nèi)防撞桿增加門內(nèi)防撞桿第四章第四章汽車被動安全對策汽車被動安全對策第三節(jié)第三節(jié) 安全帶安全帶一一 、概述、概述汽車座椅安全帶是重要的乘員保護(hù)約束系統(tǒng)設(shè)施之汽車座椅安全帶是重要的乘員保護(hù)約束系統(tǒng)設(shè)施之一

30、，在減輕碰撞事故中乘員傷害程度方面起著重要一，在減輕碰撞事故中乘員傷害程度方面起著重要的作用；的作用； 1968年美國年美國FMVSS208要求所有轎車的前方座位處要求所有轎車的前方座位處必須有安全帶必須有安全帶 ；統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，佩戴安全帶使碰撞事故中乘員傷亡統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，佩戴安全帶使碰撞事故中乘員傷亡率減少率減少15%30% ；我國強(qiáng)制使用安全帶條例于我國強(qiáng)制使用安全帶條例于1993年年7月開始實(shí)施。月開始實(shí)施。 第四章第四章汽車被動安全對策汽車被動安全對策安全帶對乘員的保護(hù)原理是當(dāng)碰撞事故發(fā)生時，安全帶對乘員的保護(hù)原理是當(dāng)碰撞事故發(fā)生時，安全帶起作用，將乘員安全帶起作用，將乘員“束縛束縛”

31、在座椅上，乘員的頭部、在座椅上，乘員的頭部、胸部不至于向前撞到方向盤上、儀表板及擋風(fēng)玻璃上，胸部不至于向前撞到方向盤上、儀表板及擋風(fēng)玻璃上，使乘員免受車內(nèi)二次碰撞的危險；同時使乘員不被拋離使乘員免受車內(nèi)二次碰撞的危險；同時使乘員不被拋離座椅。事實(shí)證明，在正面碰撞、追尾碰撞及翻車事故中，座椅。事實(shí)證明，在正面碰撞、追尾碰撞及翻車事故中，普通安全帶對乘員保護(hù)效果很好，尤其是對乘員頭部、普通安全帶對乘員保護(hù)效果很好，尤其是對乘員頭部、胸部的保護(hù)。胸部的保護(hù)。 第四章第四章汽車被動安全對策汽車被動安全對策二、類型二、類型 a 兩點(diǎn)式兩點(diǎn)式 肩帶肩帶 下潛下潛, 不能有效保護(hù)腰部不能有效保護(hù)腰部 腰帶腰

32、帶 上身及頭部難以保護(hù)上身及頭部難以保護(hù) b 三點(diǎn)式三點(diǎn)式: 腰肩連續(xù)帶腰肩連續(xù)帶第四章第四章汽車被動安全對策汽車被動安全對策三、三、 安全帶主要構(gòu)件及其作用安全帶主要構(gòu)件及其作用1織帶織帶：是構(gòu)成安全帶的本體，是一種由化學(xué)：是構(gòu)成安全帶的本體，是一種由化學(xué)纖維編制而成的帶子，寬度一般在纖維編制而成的帶子，寬度一般在48mm左右，左右，厚約厚約1.11.2mm。 第四章第四章汽車被動安全對策汽車被動安全對策2 卷收器卷收器： 用于收卷、存儲部分或全部織帶，并在增加某些機(jī)用于收卷、存儲部分或全部織帶，并在增加某些機(jī)構(gòu)后起到特定作用的裝置。這種卷收器裝置使佩帶者不構(gòu)后起到特定作用的裝置。這種卷收器

33、裝置使佩帶者不必隨時調(diào)節(jié)織帶長度必隨時調(diào)節(jié)織帶長度。第四章第四章汽車被動安全對策汽車被動安全對策緊急鎖止式卷收器：緊急鎖止式卷收器：第四章第四章汽車被動安全對策汽車被動安全對策復(fù)合敏感式織帶拉出加速度敏感式車體加速度敏感式3 帶扣帶扣 a 既能把乘員約束在安全帶內(nèi)，又能使乘員迅速解脫。既能把乘員約束在安全帶內(nèi)，又能使乘員迅速解脫。 b 避免乘員肘部誤碰時帶扣開啟避免乘員肘部誤碰時帶扣開啟 c 耐久性、強(qiáng)度耐久性、強(qiáng)度4上導(dǎo)向件（上導(dǎo)向件（D 環(huán)、調(diào)節(jié)件）環(huán)、調(diào)節(jié)件）第四章第四章汽車被動安全對策汽車被動安全對策第四節(jié)第四節(jié) 安全氣囊安全氣囊 一一 概述概述 氣囊系統(tǒng)是輔助約束系統(tǒng)氣囊系統(tǒng)是輔助約

34、束系統(tǒng)SRS(Supplemental Restraint System)中能起到緩沖作用的一種裝置，是安中能起到緩沖作用的一種裝置，是安全帶的輔助裝置。全帶的輔助裝置。第四章第四章汽車被動安全對策汽車被動安全對策 功用：功用： 在汽車發(fā)生碰撞后，乘員與車內(nèi)構(gòu)件碰撞前，迅速的在汽車發(fā)生碰撞后，乘員與車內(nèi)構(gòu)件碰撞前，迅速的在二者之間打開一個充滿氣體的氣墊，使乘員在二者之間打開一個充滿氣體的氣墊，使乘員“撲撲”在氣在氣墊上，利用氣囊的阻尼作用緩和沖擊并吸收碰撞能量，從墊上，利用氣囊的阻尼作用緩和沖擊并吸收碰撞能量，從而達(dá)到減輕乘員傷害程度的目的。而達(dá)到減輕乘員傷害程度的目的。第四章第四章汽車被動安

35、全對策汽車被動安全對策安全帶與安全氣囊的比較安全帶與安全氣囊的比較 優(yōu)優(yōu) 點(diǎn)點(diǎn) 缺缺 點(diǎn)點(diǎn)安全安全帶帶避免身體翻滾，摔出避免身體翻滾，摔出車外或與車內(nèi)物體二車外或與車內(nèi)物體二次碰撞、多次碰撞次碰撞、多次碰撞 不能保護(hù)頭部、頸部不能保護(hù)頭部、頸部氣囊氣囊無 需 有 意 識 地 完 成無 需 有 意 識 地 完 成“佩帶佩帶”這一動作這一動作只對正碰、側(cè)碰有作用，只對正碰、側(cè)碰有作用，而在傾斜、翻滾、緊急而在傾斜、翻滾、緊急制動時不能保護(hù)乘員。制動時不能保護(hù)乘員。第三章第三章汽車被動安全對策汽車被動安全對策二二 氣囊系統(tǒng)工作原理氣囊系統(tǒng)工作原理 開關(guān)量開關(guān)量 氣袋模塊氣袋模塊機(jī)械式傳感器機(jī)械式傳感

36、器機(jī)械開關(guān)機(jī)械開關(guān)氣體發(fā)生器氣體發(fā)生器氣袋氣袋 (核心部件核心部件) 連續(xù)電量連續(xù)電量 電子式傳感器電子式傳感器控制模塊控制模塊氣體發(fā)生器氣體發(fā)生器氣袋氣袋 壓電式壓電式 智能控制智能控制 壓阻式壓阻式 判斷碰撞強(qiáng)度判斷碰撞強(qiáng)度 電容式電容式 (核心部件核心部件) 第三章第三章汽車被動安全對策汽車被動安全對策三三 氣囊系統(tǒng)的組成氣囊系統(tǒng)的組成第三章第三章汽車被動安全對策汽車被動安全對策（1）傳感器）傳感器：感受碰撞減速度和慣性，并將信號傳至感受碰撞減速度和慣性，并將信號傳至電控系統(tǒng)。電控系統(tǒng)。第三章第三章汽車被動安全對策汽車被動安全對策（2 ）電子控制系統(tǒng)）電子控制系統(tǒng)ECU（Electron

37、ic Control Unit） 監(jiān)測汽車縱向減速度或慣性力，經(jīng)過數(shù)學(xué)計算監(jiān)測汽車縱向減速度或慣性力，經(jīng)過數(shù)學(xué)計算或邏輯判斷確定是否發(fā)生碰撞，從而控制氣囊組件或邏輯判斷確定是否發(fā)生碰撞，從而控制氣囊組件中的點(diǎn)火器引爆點(diǎn)火劑。中的點(diǎn)火器引爆點(diǎn)火劑。第三章第三章汽車被動安全對策汽車被動安全對策（3）氣袋）氣袋:氣袋一般采用尼龍氣袋一般采用尼龍6、尼龍、尼龍66等材料，采用機(jī)器縫制。等材料，采用機(jī)器縫制。有些氣袋在縫制的時還采用粘接技術(shù)。一般留有排氣孔的有些氣袋在縫制的時還采用粘接技術(shù)。一般留有排氣孔的氣袋都采用密閉性涂層。涂層材料主要有兩種，一種是廣氣袋都采用密閉性涂層。涂層材料主要有兩種，一種是

38、廣泛采用的氯丁橡膠涂層，另一種是耐用性高的硅酮涂層。泛采用的氯丁橡膠涂層，另一種是耐用性高的硅酮涂層。氣袋也有采用透氣織物的（無涂層），但必須解決對人體氣袋也有采用透氣織物的（無涂層），但必須解決對人體的灼傷問題的灼傷問題 。第三章第三章汽車被動安全對策汽車被動安全對策（4）氣體發(fā)生器）氣體發(fā)生器1.火藥式：它由火箭燃料火藥式：它由火箭燃料NaN3及及FeO2（或（或CuO2）等組）等組成，點(diǎn)火后發(fā)生如下反應(yīng)：成，點(diǎn)火后發(fā)生如下反應(yīng)：2NaN2NaN3 3+FeO(CuO)3N+FeO(CuO)3N2 2+Fe(Cu)+Na+Fe(Cu)+Na2 2O ONaNa2 2O+HO+H2 2O2N

39、aOHO2NaOH 該種發(fā)生器點(diǎn)火后發(fā)生爆炸反應(yīng)，產(chǎn)生的氣體溫該種發(fā)生器點(diǎn)火后發(fā)生爆炸反應(yīng)，產(chǎn)生的氣體溫度比較高，容易對人體產(chǎn)生灼傷。此外，點(diǎn)火爆炸后度比較高，容易對人體產(chǎn)生灼傷。此外，點(diǎn)火爆炸后有異味氣體產(chǎn)生。另外，當(dāng)汽車報廢后，氣體發(fā)生器有異味氣體產(chǎn)生。另外，當(dāng)汽車報廢后，氣體發(fā)生器是一個危險源，是一個危險源，NaN3有毒，易造成環(huán)境污染。該種發(fā)有毒，易造成環(huán)境污染。該種發(fā)生器體積小，氣體轉(zhuǎn)化率為生器體積小，氣體轉(zhuǎn)化率為40%左右。左右。第三章第三章汽車被動安全對策汽車被動安全對策2. 壓縮氣體式發(fā)生器：采用氬氣作為壓縮氣體，點(diǎn)火壓縮氣體式發(fā)生器：采用氬氣作為壓縮氣體，點(diǎn)火爆炸后壓縮氣體從

40、儲氣罐中沖出，充滿氣袋。由于爆炸后壓縮氣體從儲氣罐中沖出，充滿氣袋。由于該種發(fā)生器克服了第一種發(fā)生器的一些缺點(diǎn)，因此該種發(fā)生器克服了第一種發(fā)生器的一些缺點(diǎn)，因此正在得到廣泛采用。這種發(fā)生器的缺點(diǎn)是壓縮氣體正在得到廣泛采用。這種發(fā)生器的缺點(diǎn)是壓縮氣體膨脹時吸收大量熱量，容易造成結(jié)霜，氣體溫度降膨脹時吸收大量熱量，容易造成結(jié)霜，氣體溫度降低，膨脹效果不太理想。為解決這一問題，須采用低，膨脹效果不太理想。為解決這一問題，須采用氣體加熱裝置，常采用氣體加熱裝置，常采用H2和和KclO4進(jìn)行加熱。進(jìn)行加熱。第三章第三章汽車被動安全對策汽車被動安全對策3. 混合式氣體發(fā)生器：將混合式氣體發(fā)生器：將氫和氧混

41、合壓縮。點(diǎn)燃后氫和氧混合壓縮。點(diǎn)燃后產(chǎn)生的熱量使壓縮氣體迅產(chǎn)生的熱量使壓縮氣體迅速膨脹充滿氣袋。速膨脹充滿氣袋。第三章第三章汽車被動安全對策汽車被動安全對策汽車安全性四四 氣囊系統(tǒng)的種類：氣囊系統(tǒng)的種類：正碰氣囊、側(cè)碰氣囊；正碰氣囊、側(cè)碰氣囊；駕駛員氣囊、乘員氣囊。駕駛員氣囊、乘員氣囊。主動氣囊，被動氣囊；主動氣囊，被動氣囊；汽車安全性五五 氣囊的設(shè)計氣囊的設(shè)計碰撞判斷準(zhǔn)確碰撞判斷準(zhǔn)確點(diǎn)火時刻準(zhǔn)確點(diǎn)火時刻準(zhǔn)確 第三章第三章汽車被動安全對策汽車被動安全對策控制算法介紹控制算法介紹:a.加速度峰值法加速度峰值法第三章第三章汽車被動安全對策汽車被動安全對策b.速度變化量法（加速度積分法）：速度變化量

42、法（加速度積分法）：twtdta(t),( wtsc.加速度坡度法：對加速度求導(dǎo)加速度坡度法：對加速度求導(dǎo)-加加速度加加速度J(t)=da(t)/dtc.比功率法：比功率法：動能：動能： 對其求導(dǎo)得到功率：對其求導(dǎo)得到功率： 再求導(dǎo)得到比功率：再求導(dǎo)得到比功率：第三章第三章汽車被動安全對策汽車被動安全對策)(21)(2tmvtE)()(/ )()(tatmvdttdEtP/ )()()(/ )(2dttdatatvmdttdPd.加速度對數(shù)法加速度對數(shù)法第三章第三章汽車被動安全對策汽車被動安全對策對數(shù)法點(diǎn)火控制曲線圖第五節(jié)第五節(jié) 能量吸收式轉(zhuǎn)向柱能量吸收式轉(zhuǎn)向柱 第三章第三章汽車被動安全對策汽

43、車被動安全對策 對交通事故的研究表明，在正面碰撞事故中，頭對交通事故的研究表明，在正面碰撞事故中，頭部與方向盤的沖撞是導(dǎo)致駕駛員受傷最主要的原因之一。部與方向盤的沖撞是導(dǎo)致駕駛員受傷最主要的原因之一。 能量吸收式轉(zhuǎn)向柱能量吸收式轉(zhuǎn)向柱 吸能式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)是一種能夠在正面碰撞事吸能式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)是一種能夠在正面碰撞事故中故中通過機(jī)構(gòu)變形的方法，吸收碰撞能量通過機(jī)構(gòu)變形的方法，吸收碰撞能量確保確保駕駛員有足夠的生存空間，并減輕駕駛員駕駛員有足夠的生存空間，并減輕駕駛員與方與方向盤的沖撞強(qiáng)度向盤的沖撞強(qiáng)度的一種被動保護(hù)裝置。的一種被動保護(hù)裝置。第三章第三章汽車被動安全對策汽車被動安全對策 類型：類型： 第三

44、章第三章汽車被動安全對策汽車被動安全對策網(wǎng)格狀管柱網(wǎng)格狀管柱段開式段開式套筒式套筒式設(shè)計中應(yīng)注意的問題設(shè)計中應(yīng)注意的問題 a 能量吸收原理：材料的彎曲（可變形支架）材料的變形接觸摩擦剪斷折斷第三章第三章汽車被動安全對策汽車被動安全對策b 轉(zhuǎn)向柱的安裝角度對吸能效果的影響轉(zhuǎn)向柱的安裝角度對吸能效果的影響 21-23度度 效果最佳效果最佳 第三章第三章汽車被動安全對策汽車被動安全對策F2F1F c 能量吸收式轉(zhuǎn)向柱的主要參數(shù)能量吸收式轉(zhuǎn)向柱的主要參數(shù)壓縮行程壓縮行程 150mm以上以上最小臨界壓縮力最小臨界壓縮力 不超過不超過11kN第三章第三章汽車被動安全對策汽車被動安全對策第六節(jié)第六節(jié) 座椅及

45、頭枕座椅及頭枕 一一 概述概述1.設(shè)計要求設(shè)計要求 a 乘坐舒適乘坐舒適(合適的坐姿和體壓分布）合適的坐姿和體壓分布） b 有足夠的剛度和強(qiáng)度有足夠的剛度和強(qiáng)度 c 振動特性適應(yīng)人體振動特點(diǎn)振動特性適應(yīng)人體振動特點(diǎn) d 適合不同尺寸乘員的乘坐（保證視野和操縱）適合不同尺寸乘員的乘坐（保證視野和操縱） e 結(jié)構(gòu)制造簡單結(jié)構(gòu)制造簡單2構(gòu)成：座椅由骨架、彈性元件、襯墊，蒙皮及構(gòu)成：座椅由骨架、彈性元件、襯墊，蒙皮及調(diào)節(jié)裝置組成調(diào)節(jié)裝置組成第三章第三章汽車被動安全對策汽車被動安全對策二二 座椅安全性設(shè)計座椅安全性設(shè)計靠背靠背： 通過研究，人們發(fā)現(xiàn)靠背對于追尾碰撞的保護(hù)起到通過研究，人們發(fā)現(xiàn)靠背對于追尾

46、碰撞的保護(hù)起到?jīng)Q定性作用。因此，靠背的設(shè)計一直把注意力放在尾部決定性作用。因此，靠背的設(shè)計一直把注意力放在尾部碰撞保護(hù)上，并且產(chǎn)生了兩種靠背強(qiáng)度設(shè)計概念，柔性碰撞保護(hù)上，并且產(chǎn)生了兩種靠背強(qiáng)度設(shè)計概念，柔性吸能性靠背和剛性靠背。在理論上，剛性靠背的設(shè)計概吸能性靠背和剛性靠背。在理論上，剛性靠背的設(shè)計概念無可厚非，至少在高強(qiáng)度碰撞中，它能使頭部相對于念無可厚非，至少在高強(qiáng)度碰撞中，它能使頭部相對于胸部的運(yùn)動降低到很小。但是在低強(qiáng)度的尾部碰撞中，胸部的運(yùn)動降低到很小。但是在低強(qiáng)度的尾部碰撞中，剛性靠背在乘員身體沿靠背上滑、靠背對乘員產(chǎn)生回彈、剛性靠背在乘員身體沿靠背上滑、靠背對乘員產(chǎn)生回彈、乘員以

47、非標(biāo)準(zhǔn)坐姿乘坐的情況下易引起不應(yīng)有的乘員傷乘員以非標(biāo)準(zhǔn)坐姿乘坐的情況下易引起不應(yīng)有的乘員傷害。害。 第三章第三章汽車被動安全對策汽車被動安全對策 坐墊：坐墊： 安全帶等約束系統(tǒng)如果脫離了座椅系統(tǒng)就不會有安全帶等約束系統(tǒng)如果脫離了座椅系統(tǒng)就不會有任何作用。坐墊在安全帶的保護(hù)過程中起著重要的作任何作用。坐墊在安全帶的保護(hù)過程中起著重要的作用，它決定了碰撞中乘員垂直載荷的性質(zhì)和程度。坐用，它決定了碰撞中乘員垂直載荷的性質(zhì)和程度。坐墊一般不會對乘員構(gòu)成直接的傷害，但坐墊的結(jié)構(gòu)會墊一般不會對乘員構(gòu)成直接的傷害，但坐墊的結(jié)構(gòu)會影響到乘員的運(yùn)動過程、約束力施加到乘員身體上的影響到乘員的運(yùn)動過程、約束力施加到

48、乘員身體上的方式及外部載荷絕對值的大小。方式及外部載荷絕對值的大小。第三章第三章汽車被動安全對策汽車被動安全對策頭枕：頭枕： 頭枕是一種用以限制乘員頭部相對軀干向頭枕是一種用以限制乘員頭部相對軀干向后移位的彈性裝置，在撞車事故發(fā)生時，可減輕后移位的彈性裝置，在撞車事故發(fā)生時，可減輕乘員頸椎可能受到的損傷，尤其是汽車受到追尾乘員頸椎可能受到的損傷，尤其是汽車受到追尾碰撞時，可抑制乘員頭部后傾，防止或減輕頸部碰撞時，可抑制乘員頭部后傾，防止或減輕頸部損傷。損傷。 第三章第三章汽車被動安全對策汽車被動安全對策座椅總成：座椅總成：1.使乘員保持在自身的乘坐空間之內(nèi)。使乘員保持在自身的乘坐空間之內(nèi)。2.

49、保持一定的姿態(tài)，才能使其他約束系保持一定的姿態(tài)，才能使其他約束系統(tǒng)發(fā)揮作用。統(tǒng)發(fā)揮作用。3.吸收乘員碰撞能量。吸收乘員碰撞能量。第三章第三章汽車被動安全對策汽車被動安全對策 近年來，隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，陸續(xù)開近年來，隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，陸續(xù)開發(fā)出許多具有特殊功能的座椅，如氣囊座椅、發(fā)出許多具有特殊功能的座椅，如氣囊座椅、傳感器座椅、冷熱可調(diào)式座椅、防下滑式座傳感器座椅、冷熱可調(diào)式座椅、防下滑式座椅等，使汽車的乘坐舒適性、方便性及安全椅等，使汽車的乘坐舒適性、方便性及安全性得到提高。性得到提高。 第三章第三章汽車被動安全對策汽車被動安全對策第五章第五章 汽車被動安全性試驗汽車被動安全性試驗 第一

50、節(jié)第一節(jié) 概述概述 汽車發(fā)生事故時評價汽車安全性能的各種實(shí)驗。1 實(shí)車碰撞試驗2 滑車模擬碰撞試驗3 臺架試驗第二節(jié)第二節(jié) 實(shí)車碰撞試驗實(shí)車碰撞試驗 一一 概述概述 從乘員保護(hù)的觀點(diǎn)出發(fā)，以交通事故再現(xiàn)的方式，分析車輛碰撞過程中成員與車輛的運(yùn)動狀態(tài)和損傷情況，并使用假人定量的評定碰撞安全性。是綜合評價汽車碰撞安全性的最基本、最有效的方法。實(shí)車碰撞屬瞬時發(fā)生的猛烈沖擊，車輛被破壞，不可重復(fù)。要求設(shè)備準(zhǔn)確可靠。特點(diǎn)： a 與事故情形最接近 b 技術(shù)難度大，試驗準(zhǔn)備周期長 c 不可替代 二二 實(shí)車碰撞試驗用主要試驗設(shè)備實(shí)車碰撞試驗用主要試驗設(shè)備1壁障固定壁障：3mx1.5m混凝土、傳感器、 膠合板

51、19mm 移動壁障：用于側(cè)撞移動壁障：用于側(cè)撞和追尾碰撞，前端是和追尾碰撞，前端是蜂窩狀鋁材。蜂窩狀鋁材。 2. 2. 牽引系統(tǒng)：是使被試車輛或移動壁障由靜止?fàn)恳到y(tǒng)：是使被試車輛或移動壁障由靜止到產(chǎn)生設(shè)定的碰撞前速度的裝置。到產(chǎn)生設(shè)定的碰撞前速度的裝置。（1 1）牽引裝置：）牽引裝置：牽引式牽引式 ：電機(jī)帶動絞盤：電機(jī)帶動絞盤 發(fā)射式發(fā)射式 ：橡皮繩：橡皮繩 要求：要求：a a 準(zhǔn)確地控制速度準(zhǔn)確地控制速度b b 運(yùn)動中加速度小于運(yùn)動中加速度小于0.5g(0.5g(保證假人姿態(tài)）保證假人姿態(tài)） （2 2）制動裝置）制動裝置（3 3）脫鉤裝置：拖掛并引導(dǎo)車輛）脫鉤裝置：拖掛并引導(dǎo)車輛3觀測地坑

52、觀測地坑4浸車環(huán)境室：浸車環(huán)境室： 在碰撞前裝載假人的試驗車輛必須放入能保持規(guī)在碰撞前裝載假人的試驗車輛必須放入能保持規(guī)定溫度的恒溫室，即浸車環(huán)境室，以保證試驗在設(shè)定定溫度的恒溫室，即浸車環(huán)境室，以保證試驗在設(shè)定的溫度下進(jìn)行。的溫度下進(jìn)行。 FMVSS208標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了試驗用假人的溫度范圍，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了試驗用假人的溫度范圍，Hybrid為為20.622.2。5照明系統(tǒng)：高速攝影照明系統(tǒng)：高速攝影6假人標(biāo)定室：假人標(biāo)定室：(1)頭部標(biāo)定：頭部標(biāo)定：(2)頸部標(biāo)定頸部標(biāo)定(3)胸部標(biāo)定胸部標(biāo)定(4)膝部標(biāo)定膝部標(biāo)定三三 實(shí)車碰撞試驗程序?qū)嵻嚺鲎苍囼灣绦?四四 其它碰撞種類其它碰撞種類正面碰撞：全寬碰撞

53、和偏置碰撞&側(cè)撞：移動壁障碰撞 和移動柱碰撞第三節(jié)第三節(jié) 零部件模擬碰撞試驗 臺車試驗 一一 簡介簡介1 目的：重現(xiàn)實(shí)車碰撞的動力學(xué)過程，進(jìn)行乘員保護(hù)裝置的性能評價和零部件的耐慣性力試驗。2 原理：利用可調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)使臺車獲得可重復(fù)的、實(shí)車碰撞時的車體減速度。第四章第四章汽車被動安全性試驗汽車被動安全性試驗3 特點(diǎn)：不破壞實(shí)車、再現(xiàn)性好、費(fèi)用低。4 一般用臺車與實(shí)車加速度曲線（碰撞脈沖） 的重合性來評價臺車模擬精度。塑料吸能管塑料吸能管二二. .臺車介紹臺車介紹 聚氨酯性能與溫度關(guān)系密切，使用前要按固定的溫度聚氨酯性能與溫度關(guān)系密切，使用前要按固定的溫度進(jìn)行進(jìn)行24小時標(biāo)態(tài)處理。一支塑料管可重復(fù)使

54、用多次。圖為小時標(biāo)態(tài)處理。一支塑料管可重復(fù)使用多次。圖為ECER16推薦使用的塑料管和橄欖頭形狀。欲改變減速度波推薦使用的塑料管和橄欖頭形狀。欲改變減速度波形就必須形就必須改變塑料吸能器和其配對的橄欖頭的直徑尺寸改變塑料吸能器和其配對的橄欖頭的直徑尺寸。 鋼板變形吸能鋼板變形吸能發(fā)射型：將試件（包括假人）反裝在滑發(fā)射型：將試件（包括假人）反裝在滑車平臺上，用預(yù)先積蓄好的能量對平臺車平臺上，用預(yù)先積蓄好的能量對平臺加速來模擬實(shí)車環(huán)境。加速來模擬實(shí)車環(huán)境。第四節(jié)第四節(jié) 零部件臺架試驗靜態(tài)試驗：用來評價對沖擊速度不敏感的部件的安全性能。動態(tài)沖擊試驗：測試零部件受到?jīng)_擊時的吸能性。一一 車頂及側(cè)門強(qiáng)度

55、試驗車頂及側(cè)門強(qiáng)度試驗1 車頂強(qiáng)度：評價汽車發(fā)生滾翻事故時為確保乘員的生存空間車頂所需要的最低強(qiáng)度; 2 側(cè)門強(qiáng)度：側(cè)面撞車時為使車門進(jìn)入車室產(chǎn)生的危險減至最低側(cè)門應(yīng)具有的強(qiáng)度; 二二 安全帶及相關(guān)部件試驗安全帶及相關(guān)部件試驗 1 安全帶固定點(diǎn)試驗 碰撞中安全帶固定點(diǎn)應(yīng)具備的最低強(qiáng)度(13500N) 2 織帶試驗靜強(qiáng)度試驗：靜強(qiáng)度、伸長量和帶扣開啟力靜剛度試驗：伸長率和能量吸收性伸長率：在拉伸載荷達(dá)到196N狀態(tài)下，在試件中間 部位向兩端各100mm處標(biāo)明初始點(diǎn)。測量拉伸載荷11000N時的兩初始點(diǎn)間距離L。功比：當(dāng)載荷從196N加至11000N時，以100mm/min的速度減載。評價前部碰撞

56、時安全帶各組件的綜合強(qiáng)度和評價前部碰撞時安全帶各組件的綜合強(qiáng)度和綜合沖擊緩和性綜合沖擊緩和性通過再現(xiàn)撞車時的減速度波形來實(shí)現(xiàn)。通過再現(xiàn)撞車時的減速度波形來實(shí)現(xiàn)。假人上參考點(diǎn)假人上參考點(diǎn)位移位移100-300mm100-300mm 假人臀參考點(diǎn)位移假人臀參考點(diǎn)位移80-200mm80-200mm 三三氣囊系統(tǒng)試驗：氣囊系統(tǒng)試驗：氣袋及其組件試驗氣袋及其組件試驗分別對氣袋和氣體發(fā)生器組件進(jìn)行環(huán)境測試和性能測試。分別對氣袋和氣體發(fā)生器組件進(jìn)行環(huán)境測試和性能測試。環(huán)境測試包括跌落測試、機(jī)械沖擊測試、真空測試、振環(huán)境測試包括跌落測試、機(jī)械沖擊測試、真空測試、振動與溫度同時作用測試和熱濕測試。它模擬了氣袋

57、及其動與溫度同時作用測試和熱濕測試。它模擬了氣袋及其組件在整個壽命期間的經(jīng)歷的環(huán)境狀況，并加速其老化組件在整個壽命期間的經(jīng)歷的環(huán)境狀況，并加速其老化和降解過程。和降解過程。匹配試驗匹配試驗滑車試驗滑車試驗實(shí)車試驗（匹配）實(shí)車試驗（匹配）四四 座椅及頭枕試驗座椅及頭枕試驗 a 座椅強(qiáng)度試驗：座椅安裝固定點(diǎn)、座椅骨架及調(diào)節(jié)裝置等部分的變形及破壞情況。 b 能量吸收實(shí)驗：座椅靠背和頭枕的吸能性c 頭枕后移量及強(qiáng)度試驗五五 燃油箱試驗燃油箱試驗墜落-泄漏六六 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)試驗轉(zhuǎn)向系統(tǒng)試驗 a 轉(zhuǎn)向盤后移量（在實(shí)車碰撞時測量，48.3km/h碰撞不超過127mm） b 受沖擊時的緩沖吸能性（24.1km/h

58、碰撞受力不超過11123N ）第五節(jié)第五節(jié) 碰撞試驗用人體模碰撞試驗用人體模型型 一一 介紹介紹 為檢驗汽車碰撞時汽車結(jié)構(gòu)的吸能性、乘員生存空間和約束系統(tǒng)對人體的保護(hù)能力，在有關(guān)的動態(tài)試驗標(biāo)準(zhǔn)中，都規(guī)定了人體的頭部、胸部和大腿等關(guān)鍵部位的碰撞響應(yīng)信號的限制。碰撞試驗假人（Dummy)是用于評價碰撞安全性的標(biāo)準(zhǔn)人體模型。又稱擬人試驗裝置（Anthropomorphic Test Devices)。 二二 對假人的要求對假人的要求:1.假人的尺寸、外形、質(zhì)量、剛度和吸能性與人體相似;2.動力學(xué)響應(yīng)特性與人體相似（生物保真度）;3.應(yīng)能對人體相應(yīng)各部分的加速度、負(fù)荷等參量進(jìn)行測定;4.個體間的差異小

59、，再現(xiàn)性好，并具有優(yōu)良的耐久性。 三三 撞車試驗用人體模型分類撞車試驗用人體模型分類 1 成年假人（不同百分位）、兒童假人（3 、6歲） 2 正碰假人、側(cè)碰撞假人四四假人的介紹假人的介紹1 假人種類: 混合（Hybrid）II、III型 TNO10型假人（安全帶動態(tài)實(shí)驗用） 2 混合III型假人家族的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 目前使用的假人： 由傳感器、放大器、低通濾波器和數(shù)據(jù)記由傳感器、放大器、低通濾波器和數(shù)據(jù)記錄及采集處理系統(tǒng)組成。錄及采集處理系統(tǒng)組成。1.1. 對電測量系統(tǒng)的要求對電測量系統(tǒng)的要求1 1）通道的頻率等級）通道的頻率等級2 2）采樣頻率）采樣頻率3）幅值分辨率）幅值分辨率2.2. 傳感器傳

60、感器：加速度傳感器、力傳感器和位移傳感器：加速度傳感器、力傳感器和位移傳感器1 1）. . 車身加速度車身加速度2 2）. . 固定壁力固定壁力3 3）. . 安全帶載荷安全帶載荷4 4）. . 乘員頭部加速度、胸部加速度、胸部擠壓變形和乘員頭部加速度、胸部加速度、胸部擠壓變形和大腿軸向力。大腿軸向力。5 5）. .方向盤受力方向盤受力3.3. 數(shù)據(jù)記錄與采集數(shù)據(jù)記錄與采集1).拖線式測量系統(tǒng)：放大器、拖線式測量系統(tǒng)：放大器、濾波器和采集系統(tǒng)置于地面濾波器和采集系統(tǒng)置于地面2).車載式測量系統(tǒng)：車載式測量系統(tǒng)：由耐沖擊的半導(dǎo)體元件制成一體式信由耐沖擊的半導(dǎo)體元件制成一體式信號適調(diào)、放大、濾波、