当前课程知识点：汽车碰撞安全基础 > 第6讲：作为碰撞保护装置的汽车座椅 > 6-6：基于座椅滑动的尾撞乘员保护 > Video
好 我们最后一节
好 刚才发现这部分内容不多
我把这个放在最后
实际上跟那个刚才我说的
Dr. Viano的
HR seat High Retention seat
是异曲同工
那都是在解决尾撞保护的问题
都是在解决所谓刚性
和柔性座椅的争论的问题
那我们大概在过去
得有个七八年的时间吧
就投入了一些精力
来做研究
这是我的一个想法
说在尾撞下
这就是我说的第三类保护
为什么我不能够把
挥鞭伤的保护呢
我把它的放到椅垫上
所以这个想法是基于
座椅滑动或者椅垫滑动的
尾撞保护
那我们先看出这有个
我把这两个动画
大家仔细看碰撞方向是尾撞
然后下边那个
座椅在最后的时候有个滑动
你盯着座椅本身
下边有那个黄色的标识
跟上面的比
有大概100毫米
或者80毫米左右的
向后的滑动
当然是可控性的滑动
那我们这个设计的想法
在尾撞下我乘员的惯性力朝后
你会给座椅一个向后的冲击力
那我在滑轨上设计一个机制
使得当你冲击力高于到一个
我事先规定的阈值
你不能够说随便一个
轻微的尾撞就动起来了
这个是不安全的
当尾撞规定了
阈值你要设计
我就允许这个座椅
向后滑动一定的距离
距离也不能太大 对吧
基本上我们想的就是
少的话七八十毫米
最多不超过一百毫米
到了一百毫米
你就把它锁住就完了挡住就是了
然后在滑动距离里边
80毫米也好100毫米也好呢
同时我还给它设计一个约束力
能够吸能
也就是说你不是自由滑动
如果是自由滑动的话
那就是个摩擦力了
摩擦力乘上那100毫米
没多少能量
我再给它设计一个阻力
就跟我们那个座椅安全带的
那个限力一样
就是当很严重的时候
座椅安全带要有一个限力
要不的话这个力越来越大的话
这人就要被勒死了
那所以我要把
在滑动的过程中
做一个限力装置
不是限力 做一个约束力的装置
使得阻力乘上滑动距离
也能够吸收一部分
或者消耗一部分动能 对吧
在碰撞里边
我最不喜欢的就是能量
我得要各个渠道去消耗它的能量
那我们来看它的原理
这原理实际上就回到
我们最早说的
我尾撞下防挥鞭伤的
一个设计目标
就是为了减少头部和胸部
或者头部跟上躯干之间的相对运动
那你坐垫往后滑了
整个座椅往后滑了
那乘员的臀部和躯干跟着往后滑
那他是不是就可以减少
跟头部之间相互运动
因为头部本来就要向后甩动
你跟着一块往后走
它的相对运动就会减少
以此我们来减少颈部的拉伸
扭转 损伤
那这么一个想法
我们在这个原理分析上
我们做仿真
然后我们做样机做台车试验
证明它是能够管用的
也就是说它是能保护的你有
我们 之前我也说了
颈部的碰撞损伤
有一大堆评价指标
哪个好 哪个不好
那是冲击生物力学领域去争论的
我们就把所有的评价指标
都拿来去看一看
那大部分评价指标
或者说主要的法规里要的指标
在我装置下都能够降低
也就是说它管用
能够减少挥鞭伤的损伤
那此外我们看看它还有什么优势
就比较我们今天讨论的
所有的东西
基于头枕的 基于调角器的
基于Dr. Viano的
刚柔相济的座椅
那我认为呢我就列了几个
它的优势
一个它是一个
它可以是一个纯被动保护手段
那我还是觉得
只要我在保护的时候
我如果注入多余的能量
从原理上是不合适的
我反复说安全气囊的原理不合适
是吧
那这个呢 我的碰撞能量惯性力
是从碰撞来的
我不需要提供多余的能量进来
所以它是一个被动的
而且如果我把它做成一个
纯被动保护装置呢
它不需要传感器检测
就是说你机械设计
你那儿一个力达到了
超过了某一个值
在机器上很容易设计 对吧
它就向后滑动
低于这个值就不滑动
就把它锁住 对吧
这个不难
而且也可靠 对吧
你凡是通过结构的
机械的东西都可靠
那第二个呢就是说
我在滑动过程中能消耗能量
你那个基于头枕的
它倒是说它解决的问题是
头枕贴近头
使得距离减小
它原理是对的
但是我整个在过程中
我并不消耗能量啊 对吧
我滑动过程中
我至少还消耗一部分能量
我们大概算了算
我给的那个约束力
乘上那个距离
大概消耗的能量
跟乘员的动能差不多
能达到乘员动能的百分之七八十
这蛮大的贡献了 对不对
你自己有一个动能
你要通过Ride-down承降
把动能消耗掉
我这儿有一个装置
能帮你消耗百分之七八十
但不一定是你的那个百分之七八
只是一个可比的 对吧
这是消耗的量
第三个我认为我还可以
进一步把它拓展成自适应保护
我们下一节要讲自适应保护
所谓自适应保护呢
就是基于主动安全技术
我可以把它做成
滑动的距离和滑动的约束力
可调的
就是说如果我基于
主动安全的技术
我能够检测到乘员的重量
重的乘员需要约束力大一点
严重的碰撞需要约束力大一点
或者严重的碰撞需要
滑动的距离大一点
如果这些周围的检测
我检测到了
然后我很容易增加点成本
把我这个被动的装置
改成主动的装置
也就是说我的约束力是可调的
我的滑动距离是可调的
其实滑动距离可调
只要它那个动能大了
它自然就滑动多
超过100毫米我就不让它走了
你只要调了约束力
实际就调了滑动距离 是吧
那怎么调约束力
也有很简单的调整方法
具体我参考文献列在这儿了
可以看我们的若干个
两个硕士论文和美国专利
还有发表的论文
最大的好处我列在这儿了
它可以允许座椅骨架本身
保持自己应有的刚度和强度
对吧
你看我是在
我让整个座椅朝后滑
我动的是滑轨
我没有动调角器
我没有动头枕
我没有动椅背
所有那些法规里规定的
要多强 弯矩多少
然后调角器的这些
我都没有动它
相反的我说你的保护
尾撞的保护可以基于坐垫
这样的话你头枕的椅背的
调角器的那些都可以撤掉了
假如说你可以 愿意
你就可以 都可以撤掉
撤掉了以后自然会降低
调角器的设计负担
说不定降低了成本
降低了重量 对吧
因为你设计要求越多它越难设计
所以我可以
我就等于把尾撞的
防挥鞭伤的设计挪到椅垫上去了
那边的成本我是增加了
我增加了成本
但是我把另外调角器呀椅背的成本
和设计难度降低了
那有利于高速的尾撞保护
因为我要高速下
我能保持调角器和
你该多强多强
不要弯过去 对吧
然后高速下呢
我这座椅还是要向后滑落的
因为我既然低速向后滑
高速也会向后滑
但是也没有什么坏处
不像你要椅背弯过去的话
那个坏处就比较大了
我可以这样
我刚才说了
将椅背和调角器
从尾撞保护设计中解放出来
释放出来降低难度
这是我认为的
它的一系列的优点 是吧
我还可以避开
主动头枕里有的那些缺点
对头部干扰
还有一个优点就是说
如果你尾撞座椅
或者对尾撞的保护
你说我不计成本
我希望达到这个最高的要求
四分也好 多少也好
我这个滑动的这件事儿
可以跟其他的装置
联合起来使用
就是说你该有一个主动头枕
该有一个头枕
然后加上我这滑动
你都 叠加用就完了
当然你叠加用的时候呢
你设计要成为一个系统设计
你不能说叠加用
想法一想法二都给它扔进去
那它可能叠加的不好
但是呢理论来讲
你可以简单的把它叠加用
好 这里我们就结束了
这一讲的内容
-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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