当前课程知识点：汽车碰撞安全基础 > 第9讲：侧面碰撞保护 > 9-3：髋部缓冲衬垫设计考量举例 > Video
下面看看最关键的
髋部的Pusher
或者碰撞缓冲垫
我们怎么来设计
在设计的时候都有些什么考量
这个部分
我在课程里是讲的比较仔细
一个一个去算过去
这边我要把它总结一下
我的边界条件
是这个门侵入的曲线
这是我的边界条件
所以我就把门侵入的曲线
大概这么一个形状
把它简化成
这么一个分段线性的
这么一个曲线
这就是我的边界条件
我为什么要做简化呢
实际上就是为了我后边算
推的时候各种事 我好算
我能够按计算器就算出来
因为分段线性
我所有的事我都可以做积分了 对吧
你要是这么复杂的
一个曲线形状的话
你只能做数值积分
所以我就是想
用这么一个分段线性的
做几个算例出来
来说明其中的力学
或者是运动学的关系
那这里边要问一个问题就是说
我也是做的时候才发现
这必须得做一个下降
因为是真实有个下降
那为什么在真实的车门速度时候
开始它很快达到了峰值速度
为什么它很快又下降
然后维持一个速度呢
开始为什么达到那个峰值
道理很简单
因为MDB进来了 对吧
实际上是在车门跟假人
相互作用的过程中
它是有阻力的
一个是你推一个东西
自己的速度要降下来
动量交换
再一个毕竟还有什么门锁了
铰链了
这些要提供一些阻力
所以它的速度会降下来
那为什么会维持下去呢
是因为两件事
一个是你那些支撑的
那些结构那些阻力
一旦破坏掉了
就不再能提供阻力了
比如你的铰链 你的门锁
你的那些梁弯掉了
它还能提供力
但是就很小了
所以力就丢掉了
第二你不是在推假人吗
你一旦把假人推开了
我们其中不是有一个地方在说吗
假人跟门分开了
分开了以后这阻力也没有了
所以这个门
就能保持一个常的速度
大约是这样
所以我节把这个车门的侵入速度
做成这么一个
我容易算的这么一个曲线
来去算这些事情
怎么算呢
我先要考察这件事
说假如说很简化
这是我的车门结构
这是我的假人
假人我就做这么一个
一维的很简单的力学分析
我假设这个假人的重量
是整个假人的一半 对吧
你整个假人78公斤
我只推盆骨
盆骨加上上身
和下身的连带作用
我等效嘛
我们做工程师要学会
做假设和等效
我大约说这有一个质量块
是整体假人的一半的质量
37公斤
然后这有一个车门
以红线的这个速度
对时间的曲线往移
假人盆骨
在那儿等着被推进来
那我要考察的是什么呢
我在这个门的内侧
我放一个Pusher
放还是不放
我要考察这件事
和我要考察衬垫
有还是没有 厚还是薄
当然你说我厚薄受限制
因为我想放在门里边
就这么厚 对吧
但是我做分析的话
我可以看见然后软和硬 对吧
你放一个软点的衬垫
还是放一个硬点的衬垫
那这些都会
就这么简单的一个空间关系
在红色的边界条件作用下
这就会 我就可以算了
一切我都按计算器
或者 就可以算了
这样我就想把软硬 厚薄 有无
和它的运动学和力学
能量传递
动量传递的关系
希望把它分析清楚
那这些因素一定会影响
我推这个假人说
你的加速度的大小
人家原来速度是0
你突然把它推起来
以一个什么样的方式
什么样的力 推多长时间
会影响到它的加速度
这个加速度别忘了
是我们的评价指标对吧
盆骨加速度不能高于多少
然后一定会影响到
能量传了多少进去 对吧
你毕竟人家原来速度是0
最后你给人家获得了速度
好 我去研究的时候
我就可以按照这样
一个一个算例去算 对吧
这个Pusher的厚薄
100毫米 80毫米 150毫米算吧
Pusher的软硬
那我就假设Pusher
衬垫
可以提供多少千牛的力
天底下是存在这样的泡沫的
这个塑料泡沫是一种可设计的材料
也就是说你想要多大的力
它就给你多大的力
你跟供应商讲就好了
你说我需要根据我这个分析
我需要20千牛的力
它一定会给你提供泡沫塑料
能提供20千牛的力
你说我要50千牛 它一定会有
我们没有时间讲泡沫塑料
这种叫孔隙材料
孔隙材料特点
它实际上是一个结构
它设计孔隙材料里边的
那个孔的大小和基础材料
比如说是某一种高分子材料
来决定衬垫的软硬
那一般这种孔隙材料
它的变力和变形的特性
我把它写在这了
你做一个特别简单
你就说我这个孔隙材料
你去压它的时候
它能够实现一个我想要的力
或者应力 对吧
你说它这应力乘上面积
就是力 对吧
然后当你把它压实的时候
压到一定程度
它那力就上去了
所以你就可以假设
一个特别简单的假设
说30千牛的力
持续到80%的压实
力就上去了
就这么一个简单的事
所以我如果有100毫米的厚度
我就可以假设
这100毫米你去压它
压到剩20毫米的时候
这力就上去了
你不能说这100毫米
我把它压成0
天下没有这样的材料
它最后都得残留点东西 对吧
然后你要说 注意
越高的力
它压实所剩余的厚度越多
所以你如果跟供应商说
不是30千牛 要50千牛
50千牛
那你大概就得假设一下说
100毫米
压到70毫米的时候
差不多力就要上去
大概有个简单的一个关系
当然了这是百分比
你说我这不放100毫米
我放120毫米
那一样
你就120毫米的80%
就是你的压实段
力就上去了
所以你看我描述
这边实际上是能提供一个
你想要多少的力
就多少的力
然后压多少空间
和压实了以后它的力上去了
什么叫压实呢
你这门进来撞上假人
它俩有相互作用力
这个作用的过程中
就把Pusher给压扁了
压扁的过程中
它开始以你指定的力走
然后100毫米变成20毫米的时候
力就上去了
希望在这个过程中
假人已经被推开了
所以就这么一个
我描述的场景
你回去是能够用简单的牛顿定律
把各种各样的工况都能算出来
你多做练习
我们这个课不考试
如果考试的话这就是考题了
你可能考好了就及格了 对吧
我建议自己做
然后我把结果
有几个结果放在这了
蓝色的线是没有衬垫
如果没有衬垫的话
如果你把这块拿掉
车门接触到骨盆的时间会晚
因为它空间大 它会晚
所以它接触时间是到这
然后接触上了以后
它以一个加速的往前走
加速度怎么产生的呢
就是你指定的那个力
你说我要30千牛
这是你设计的
除以我这指定的质量
我做一个假设
就产生了加速度
这就是骨盆的加速度
然后你说我下一个case
下一个案例
我加了一个Pusher
Pusher的厚度是100毫米
这个100毫米
我给它指定了30千牛也好
40千牛也好
这个力除以假人的质量
会形成这么一个
对骨盆的加速度
别忘了接触时间提前了
为什么呢
如果我这一共是200毫米
我这写的是210毫米
你Pusher还占了100毫米
你会提前
但是我这里做的
都是一个非常简化的一个算例
实际比这复杂
你有车门结构 对吧
很多事不归你控制
我就想用这么一个简单的
若干简单的算例
把这些关系说清楚
-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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