当前课程知识点：汽车碰撞安全基础 > 第14讲：汽车轻量化和小型化与碰撞安全性 > 14-3： 不同重量级别汽车的安全性设计 > Video
那因为有这种三个事
有个英文比较好记
就是回到我刚才
说的三个因素
质量 刚度 几何
所以我特地把英文列在这儿
英文做碰撞兼容性的
这个学者管它叫MSG
说影响两车碰撞的因素
三个因素MSG
M是质量
S是Stiffness 刚度
G是Geometry
正好MSG是味精的缩写
这个好记
所以这三个影响因素
我们都讨论完了
这个几何尺寸不好量化讨论
那好我们看一下
这三个影响因素
都是有一定的相关性的
除了几何尺寸我还不好来比较
我来看一下
这是我自己做的一个小的计算了
我们来看一下如果有两个
不同重量级别的轿车
它重量不一样刚度往往也不一样
那它发生碰撞的时候
像我们看到的这个视频
它的软硬的顺序和变形吸能区
发生变形的顺序
实际上我们要了解了
单车的碰撞的设计的话
我们就能够把这事捋的更清楚
所以第一件事前端
有一个变形吸能区
一般来讲小车的偏软一点
大车偏硬一点
所以如果两车相撞
如果我要看一共是100多毫秒的话
一定是小车的前端先发生变形
注意这是一个时间的事
第二乘员舱要足够的刚硬
所以当轮到乘员舱
开始变形的时候
可能也是小车先变形
而这里边我只设计了两件事
一个是小车的乘员舱
和小车的前端
那我们还要问另外一个问题
还有大车的前端
还有大车的乘员舱
究竟这四个区
它的变形顺序是什么
我就把它列出来了
我们设计车
即使你不在意两车碰撞
一定是这么个顺序
就是即使你不刻意说
我要把它设计好
一定也是这么个顺序
顺序也就是我这列的从前到后
小车的前端先变形
然后是大车的前端
第三是小车的乘员舱
如果我的碰撞能量足够大的话
你如果碰撞能量都耗完了
也有结束了
第三是小车的乘员舱
最后是大车的乘员舱
我不大可能设计一个车
把这两个顺序颠倒
你即使不刻意做
这两个顺序也很难颠倒
所以我这里边
就说的小车也还指了一条路
没有那么危险
你要保证就像我们看的这个视频
你要保证这个视频
很关键的一个是
这么小的一辆车700公斤
它的乘员舱相当的刚硬
那它怎么也要
在跟大车碰撞的时候
它怎么也得排在第三
它不能排到第二去
排到第二的话那就惨了 对吧
所以认识到这件事
这个大车人家
也不是一点贡献都不做
人家还是做点贡献
那我们就要看了
当我设计两车碰撞的时候
两车质量相差很大
小车的δV速度变化比较大
我们至关重要的一点
就是像这个SMART似的
小车的乘员舱要足够的刚性
你可能要往那多扔点质量
多扔点结构进去
其实你去查查SMART的碰撞的评价
可是单车的碰撞评价
它的星级评价蛮高的
但是这不代表
它跟大车碰撞的时候它就安全
人家奔驰公司自己做了实验
但是属于只看单车的话
它还蛮高的
那我们能明显的看到
小车的pitch
俯仰要大一点
它的回弹如果我们不是完整的
它的回弹会大
因为它的速度变化大
这是我们小车里边的
乘员元素系统的设计
会有更大的挑战
因为你的速度变化大
所以这张图
这张片子我希望大家记住了
就是这个变化的顺序
另外我们再看一下重量
刚才是刚度
我这个顺序反了
刚才是刚度的变化
然后再看一下重量
这是我做的另外一个小的数字
这是你们很多叫B级车
或者更大的车
2000公斤左右的车
重量是2000公斤左右的车
奔驰了 这是350 奥迪的A8
和这个重量是1000公斤左右的车
我没找一个我找了两个
我也没找更多的
你可以找更多的 好
我看看这么极端情形
这两组车的重量差别两倍
有点像C－class
和SMART的差别
1500公斤对700公斤
那我找的这两组
是2000公斤对1000公斤
我们就大概估计一下
它的吸能空间
这是一个非常简单的估计了
因为我们做碰撞
我估计的吸能空间就是这么简单
这个车的长度我从网上可以找到
减去轴距我从网上可以找到
这样的话
就是我把乘员舱就除去了
基本上轴距以外的
我认为是变形区
然后轴距以外的变形区
我还除以2除以了两个2
一个是这个
第一个2是因为有个前变形区
有个后变形区
除以2
又除了一个2就说我认为
我有的这些变形区
也不能全部都用于吸能
所以 这是做一个保守的估计
那这么一估计的话
这两组车看到了
变形吸能区的差别
大概是520毫米-450毫米只差了16%
如果我是辆大车
大车比小车的变形吸能区
就大了16%
没有像想象的大那么多
当然了
我这是一个非常简单的估算
你可以有不同的估算
说不是16%是20% 25%
这是有可能的 对吧
然后我再把这个大16%
这就是我们做碰撞波形分析
里边的那个变形吸能区
超过吸能区就找了A柱了
你就要足够刚性了
这也是我们刚才
分析的小车前端
和大车前端的变形顺序
那我们再用碰撞力学里边的
基本的牛顿定理稍微做做分析
这个碰撞吸能和这个动能的关系
质量相差两倍
那我就大概 然后呢
变形区相差16%
我就大概能估计出来
大车的减速度
所谓的碰撞波形
也就是说
由于大车的吸能区多了16%
它的减速度是小车的86%
这大车会好一点
小车的反弹会大一点
所以差别这边
我要大家记住的就说
两车的重量差两倍
两个车的重量差两倍
但是真正落实到
变形吸能区的大小
和反弹的速度或者速度变化
因为我这加速度就代表速度变化
没有差两倍
就差16% 13%了
你可以argue说
你可以说周教授
你估计的太小太保守了
大不了30%乘2 对吧
就是两倍的质量差
落实到前端的变形吸能以后
差别就在20%上下
所以再重复这个结论
对小车而言
我们处在不利的境地下
我们至关重要的是把乘员舱
一定要设计的更为刚硬一点
那还注意到这么一件事 说
我如果在小车里边
究竟我的尺寸差在哪里了
其实你如果是个司机的话
以后我们大部分车都是一个乘员
你坐的位置距离方向盘的距离
在很大程度上跟车的大小是无关的
你甭管是开一个很大的SUV
还是开一个很小的车
你坐在车里
你到方向盘的距离
跟车的大小是无关的
跟你的身材尺寸相关
跟车的大小是无关的
那为什么我要强调这一点
你到方向盘的距离
就是我们在碰撞波形那节课里讲的
你的余存系统这件事
所以这是一点我们再强调的
就是说他坐在大车里边
除非他个儿也很大
他的优势进一步被削弱了
我是从约束系统这个角度
除非你能坐的方向盘很远
我们说大车里边的空间舒服
然后再去把它总结到这件事
把这所有总结
我们就想想
这个大车为什么它是2000公斤
它是1000公斤
我们先不去管经济性
也不去管节约的事
那一个2000公斤的车
和一个1000公斤的车
它究竟好在哪里
它的动力性什么的好
所以其实结论我大概是这么想
就说那个车大
它是加了很多其他的这个性能
比如说动力性 舒适性
振动噪声等等
真正安全性它也提升了
它提升就是20%左右
它对自身的提升就是20%左右
再加上你的尺寸无关
所以我们说进一步理清
第一小车乘员确实危险
第二没有危险到
大车的那个重量的差别
那么大的一个危险
对
-1-1：汽车安全问题的背景
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-1-2：车辆碰撞过程
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-1-3：汽车安全的定义
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-1-4：乘用车组件及车身结构碰撞区域
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-1-5：汽车碰撞的类型和碰撞设计要求
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-1-6：汽车碰撞安全设计与分析过程
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-2-1：汽车碰撞波形的定义
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-2-2：发动机对碰撞波形的影响
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-2-3：车辆运动学分析
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-2-4：乘员运动学分析
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-2-5：乘员动力学(1)
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-2-6：乘员动力学(2)
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-补充：整车碰撞试验视频
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-2-7：基于等效方波的质量弹簧模型及约束系统刚度设计
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-2-8：碰撞波形与乘员的约束系统设计匹配（上）
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-2-9：碰撞波形与乘员约束系统设计匹配（下）
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-3-1：冲击载荷下人体的受伤机理
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-3-2：冲击载荷下人体的力学响应
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-3-3：人体的损伤容限
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-3-4：人体冲击力学的试验方法
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-3-5：冲击载荷下人体胸部的力学响应
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-3-6：人体胸部碰撞损伤容限
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-3-7：冲击载荷下人体头部的力学响应与碰撞损伤容限
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-3-8：人体其他部位碰撞损伤研究
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-作业1
-4-1：碰撞假人演变和开发历史
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-4-2：混III 50百分位假人的结构
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-4-3：其他碰撞假人
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-4-4：假人的生物逼真度控制和改进
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-4-5： 碰撞假人主要结构介绍
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-4-6：典型整车碰撞试验过程介绍
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-4-7：典型滑车碰撞试验
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-补充1 正面100%重叠刚性壁障碰撞试验
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-补充2 正面40%重叠可变形壁障碰撞试验
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-补充3 可变形移动壁障侧面碰撞试验
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-5-1：安全带与气囊的功能
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-5-2：安全带结构
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-5-3：气囊的结构与工作原理
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-5-4：气囊的潜在危险性
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-5-5：气囊对离位乘员的危险性
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-5-6：碰撞感知的概念与难点
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-5-7：点爆策略的制定过程
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-5-8：周青教授解读汽车乘员约束系统工作原理
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-6-1：汽车座椅的结构
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-6-2：颈部挥鞭伤及影响因素
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-6-3：座椅的功能和碰撞安全性设计
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-6-4：防挥鞭伤的原理和保护装置
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-6-5：座椅刚性和柔性的争议
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-6-6：基于座椅滑动的尾撞乘员保护
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-6-7：座椅主要结构及功能介绍
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-6-8：基于座椅滑动的尾撞乘员保护(会议报告版)
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-作业2
-7-1：儿童乘员碰撞保护问题
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-7-2：儿童身体生物力学特性及伤害研究
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-7-3：获取儿童损伤生物力学特性数据及儿童假人设计
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-7-4：儿童乘员约束系统
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-7-5： 儿童乘员约束系统碰撞性能评价
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-7-6：儿童座椅台车试验过程介绍
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-7-7：儿童约束系统使用正确与否的对比
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-8-1：碰撞法规试验的单一性与交通事故的多样性
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-8-2：自适应乘员约束系统优化仿真平台
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-8-3：可调式乘员约束系统构型优化结果56kph工况
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-8-4：可调式乘员约束系统构型优化结果40kph工况
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-9-1：侧面碰撞保护设计评价方法
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-9-2：侧面碰撞过程分析
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-9-3：髋部缓冲衬垫设计考量举例
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-9-4 ：侧面碰撞缓冲衬垫设计
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-9-补充1：车与车侧面碰撞试验
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-9-补充2：C-NCAP可变形移动壁障侧面碰撞试验
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-9-补充3：侧面柱碰撞试验
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-9-补充4：可变形移动壁障侧面碰撞试验
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-10-1：乘员头部碰撞问题的背景
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-10-2：力学建模及其依据
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-10-3：研究结果如何指导乘员头部碰撞保护设计
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-10-4：乘员头碰撞小结
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-作业3
-11-1： 行人碰撞事故特点及伤害
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-11-2：行人下肢碰撞损伤机理研究
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-11-3：行人安全评价方法、法规及实验模块
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-11-4： 基于行人模块试验评价方法利弊
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-11-5：车辆前端结构的行人碰撞保护设计
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-11-补充1 行人碰撞保护中成人及儿童头模块碰撞试验
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-11-补充2 行人碰撞保护中下肢模块碰撞试验
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-12-1：薄壁管件轴向压溃设计和分析
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-12-2：塑性铰的概念
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-12-3：薄壁方管轴向压溃变形模式和机理及其力学模型
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-13-1：结构和材料碰撞响应之复杂性
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-13-2：冲击载荷下材料的表征与测试-材料特性的复杂性
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-13-3：冲击载荷下材料的表征与测试-应用环境的复杂性
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-13-4：冲击载荷下材料的表征与测试-试验设计与优化
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-13-5：碰撞载荷下材料和结构的建模与仿真
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-作业4
-14-1：影响两车相撞安全性的因素
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-14-2：具体说明重量、刚度、几何尺寸等如何影响两车相撞安全性
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-14-3： 不同重量级别汽车的安全性设计
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-14-4：事故统计及车重的发展
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-14-5：轻量化技术对汽车安全利大于弊
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-15-1：电动车事故
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-15-2： 电动车电池排布及电池的细观结构
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-15-3： 电池的起火条件及设计准则
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-15-4： 电池碰撞安全性研究
--Video
-15-5：小型轻量化电动车的碰撞安全性研究
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