当前课程知识点：汽车碰撞安全基础 > 第4讲：汽车碰撞安全评价方法 > 4-7：典型滑车碰撞试验 > Video
汽车碰撞安全性设计和评价中
常采用的另外一类试验
叫做滑车碰撞试验
也叫台车碰撞试验
滑车碰撞试验的方法和规程
与整车碰撞试验类似
只是少了车辆的部分
代之以试验中
不会被损坏的滑车
滑车碰撞试验的目的
是用来设计和评价乘员约束系统
滑车上除了放置座椅
和碰撞假人以外
还可以安放整体白车身
以及乘员舱内的安全带 气囊
方向盘 仪表板 风挡等
总之是要根据试验的要求
提供一个乘员舱内的环境和装置
使之能在碰撞中
复现乘员的碰撞接触和响应过程
采用滑车碰撞试验
主要是为了节省
被测试车辆的成本
提高产品开发效率
在汽车的设计改进中
制作尚未定型车的样车
不仅成本高
而且制作周期也长
这是在轨道上的一个滑台也叫台车
上面可以安放要测试的装置
在滑台上安装飞翼
用于固定车载摄像机等装置
然后将用作车身内饰环境的结构
吊装在滑台上
这个模拟车身结构英文叫buck
将模拟车身固定在台车上
在车身内部安装需要的部件
比如安全带系统
约束系统的滑车试验
一般都会安装座椅
有的还需要安装仪表板
方向盘和气囊等系统
连接好气囊和安全带点爆线
调整好座椅
安放假人前
先要进行座椅和假人的定位
然后吊装安放碰撞假人
进行假人的定位和测量
将测量设备和线束在滑台上固定好
安装试验测量需要的各种传感器
包括安全带 力传感器
和安全带位移传感器
在车身上安装加速度传感器
在车内安装车载摄像机
用于观察车内假人的运动
在滑台飞翼上
安装车载摄像机
从侧面观察假人
相对于汽车风挡或者座椅的运动
在滑台假人等位置粘贴标志点
做好方向管柱和安全带的标识
给假人涂上油彩
用于试验后识别假人与气囊
以及车身内饰的接触位置
完成最后的各项检查
进入试验发车
碰撞假人在滑车上
经历的碰撞减速度历程
是通过给滑车施加载荷来实现的
有两种方式给滑车施加载荷时间历程
分别是减速式滑车和加速式滑车
减速式滑车试验的实施
与整车的正面碰撞试验类似
先将滑车加速到设定的速度
然后自由行驶
撞上一个制动系统减速
及碰撞波形发生器
也就是一个壁障
滑车这样来获得减速历程
替代原本是要通过汽车的碰撞变形
才能实现的减速
碰撞波形发生器
或者制动方式可以有多种
欧洲车用儿童安全座椅性能评价试验中
采用聚氨酯管
聚氨酯管系统固定在刚性墙上
滑车上有若干个冲击杆
其刚性头部是橄榄形状
插入并撑涨聚氨酯管
产生变形阻力和摩擦力来制动滑车
滑车上的假人由此经历一个
碰撞减速历程
刚性橄榄头的几何形状及尺寸
聚氨酯管的材料形状及尺寸
再加上滑车的重量
这些参数就决定了
碰撞波形的形状和强弱
波形的微调可以通过
使用不同直径的橄榄头来实现
聚氨酯材料的力学性能对温度敏感
必须在试验温度下
放置几个小时才能使用
聚氨酯管可重复使用
但两次试验之间
也必须放置足够长的时间
使其恢复性能
下面来介绍基于钢丝变形的
减速滑车碰撞波形发生器
相比采用聚氨酯管变形产生制动力
采用钢丝变形的优点
是不受温度影响
但缺点是不可重复使用
滑车在轨道上
达到设定的碰撞速度以后
其前部冲击头
撞入固定在地面上的钢丝变形系统
产生制动力
钢丝的走向与碰撞冲击方向垂直
每一根钢丝都缠绕经过
一系列固定的导向柱
强制钢丝被抽动式变形
滑车上的冲击头接触并包合住
这一系列钢丝的中间位置
随着滑车及冲击头向前行进
横向拉动这一组钢丝
钢丝被强制绕过
一系列导向柱时
产生塑性弯曲和变形阻力 耗散动能
并由此产生滑车的减速度历程
该制动系统的参数
包括钢丝的力学性质 直径 数量
导向柱系统的几何尺寸
和排列方式等参数
可用来设定和调节
整个减速历程上
所需要的阻力特性
一组钢丝中有长有短
排布可前可后
以此来调节钢丝变形
进入和退出制动历程的时刻
比如 如果在波形的某一时刻
要产生加速度的下降
可安排一根或一组短的钢丝
在此时刻被抽动完毕
退出制动历程
就产生了力和加速度的突降
如果在某个时刻
需要加速度的突然升高
可以在适当的位置
布置一根或一组钢丝
使其在那个位置和时刻
进入系统并发生作用
相比基于聚氨酯管的变形制动系统
钢丝变形制动系统
更方便产生减速波形的
若干突然升降
有可能在一定程度上
复现整车碰撞的波形
而聚氨酯管系统
一般用于产生比较标准的
简单的T形波
有一些法规试验
只用来评价座椅的碰撞保护性能
比如儿童座椅或者成人乘员座椅
对尾撞的保护
这类评价试验中
指定的碰撞波形
一般是比较简单的
有代表性的波形
加速式滑车试验的原理是
初始时滑车静止
滑车被快速推出去的历程
代表碰撞历程
推出的长度和时间历程
与汽车碰撞时
发生结构变形产生的历程相同
滑车被推开以后
整个碰撞历程也就完成了
滑车继续滑动一段距离
同时被制动停下来
这部分的滑动和制动
已经不是试验测量
要关注的历程了
加速式滑车的这个推出过程
是最关键的
一般采用液压和气压结合的方式
可以在短时间里
提供足够的能量
同时通过快速调节电磁节流阀的开闭
来调节推力的大小
并实现比较复杂的波形形状
电磁节流阀门是反馈式的
在输入所需的碰撞波形以后
可以通过一两次的预试验的
自学习和调整
基本就能准确的复现
比较复杂的实车碰撞波形了
如果用加速滑车
进行座椅和假人的尾撞试验
因为是尾撞
座椅和假人背向推出方向安装
相当于被追尾碰撞
如果是模拟汽车的前向碰撞
则假人的乘坐方向
是面向推动装置
相当于从前向后被反方向推出
使滑车上的假人
产生向前的惯性运动
即朝着汽车风挡方向的运动
与实车的正面碰撞
产生的惯性相同
与减速式滑车试验系统相比
加速式滑车系统所需的轨道长度
要远远短于减速式滑车
其试验段只是被加速推出的一段距离
其余的轨道长度只是用来制动
而减速式滑车系统
要有足够长的轨道
以确保加速过程不要太快
另一方面
加速式滑车对整车碰撞试验
波形的复现比较准确
基本上可以复现任意波形
也正是由于这些优点
加速式滑车试验系统的成本
要比减速式滑车试验系统高不少
我们小结一下
滑车碰撞试验与整车试验
最大的一个区别是
要有一个产生碰撞减速历程的装置
使用滑车试验
可以降低试验成本
加快试验进程
但与整车试验相比
不足之处有几个方面
一是 不能完全复现碰撞波形
二是 不能体现车身结构变形
对乘员舱可能发生的侵入
三是 不能或者很难实现
主要碰撞方向以外
车辆给乘员的作用
比如偏置碰撞中
车辆在地面上的转动
再比如 正面碰撞中
车辆在竖直方向上
发生的俯仰运动
这些车辆的运动
对车内乘员的运动响应
都会有一定的影响
业内已经有了能模拟
碰撞俯仰运动的滑车系统
但目前的应用还不是很广泛
另外 如果要模拟
汽车的侧面碰撞
滑车试验的局限性就更大了
这是因为汽车侧面结构的侵入
与乘员运动的偶合更为复杂
-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
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-15-5：小型轻量化电动车的碰撞安全性研究
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