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1、,第四章 汽车碰撞试验与测试分析技术 （正面碰撞）,世界交通事故统计 (2010年)*,死亡人数: 130万 受伤人数: 3000万 每25秒有1人因交通事故死亡 每1秒有1人因交通事故受伤 对年龄低于34岁的群体,交通事故死亡占第一位 财产损失: 五千亿美元 (中国2010年总产值:1.5万亿美元),4.1 汽车碰撞试验概述 4.1.1 国际国内交通事故及损失概况,中国交通安全统计(2010年) *,交通事故: 77万 死亡人数: 109400 (美国: 41000) 占世界汽车总量的1.9% 因交通事故死亡人数占15% 交通事故死亡已取代自杀成为因伤害死亡的第一原因,中国交通安全数据* (
2、世界卫生组织2010年10月最新估计),交通事故死亡人数: 600/天 受伤人数: 45000/天 财产损失: 120-210亿美元/年 (1.5%中国年总产值) 交通事故死亡率: 世界第一位 交通事故死亡人数: 世界第一位 对年龄15-45岁的群体,交通事故是第一死亡原因,4.1.2 汽车碰撞致人身伤害情况,汽车因受到碰撞而导致的安全事故是造成车辆和人身伤害的最主要形式 经过汽车研究人员不懈的努力，从20世纪80年代初到2000年， 汽车驾驶员死亡率从每百万注册汽车的164人减少至每百万注册汽车的87人，降低了47(如图77所示)， 这些改进主要源自对车辆抗正面碰撞能力的加强，驾驶员正面碰撞
3、的死亡率从每百万注册汽车的86人降至每百万注册汽车的41人，降低了52。,4.1.2 汽车碰撞致人身伤害情况,汽车因受到碰撞而导致的安全事故，由于车辆侧面吸收撞击能量的空间远远小于正面，所以对侧面碰撞成员保护的改进难度很大， 驾驶员受侧面碰撞的死亡率从每百万注册汽车的42人降至每百万注册汽车的32人，只下降了24个百分点。 在20002001年对新式轿车的驾驶员死亡数的统计中发现， 1. 死于侧面碰撞的比例达51，高于19801981年的31， 2. 同期正面碰撞的死亡比例从6l降至43(见图78)，所以侧向碰撞更加受到人们的关注。 尽管碰撞安全技术已经有了长足的进步，但车辆碰撞所造成的伤害仍
4、然非常严重,各国交通安全展望,美国政府: 到2008年, 交通事故死亡率降低33% 加拿大政府: 到2010年, 交通事故死亡率降低33% 澳大利亚: 到2010年, 交通事故死亡率降低40% 英国政府: 到2010年, 交通事故死亡率降低40% 欧共体: 到2010年, 交通事故死亡率降低50% 日本政府: 到2012年, 交通事故死亡率降低50% 中国: 汽车安全法规 中国2004年5月1日公布了 第一部交通安全法,交通事故类型 尽管碰撞安全技术已经有了长足的进步，但车辆碰撞所造成的伤害仍然非常严重，因此，汽车碰撞安全性也成为车辆被动性中最重要的内容之一,翻滚25%,侧撞32%,前撞40%
5、,尾撞3%,4.1.3 汽车安全设计,车顶 翻滚 车顶强度,前撞 FMVSS208 新车评估 保险公司 车与车协调 传感器,行人安全,侧撞 美国侧撞试验 欧洲新车侧撞试验 侧撞柱试验 车车协调侧撞试验,后撞,乘客安全,汽车安全设计要求: 政府法规 公共试验 厂家规范,最低: 车重 约束条件: 振动与噪音控制 频率 弯曲模态 扭转模态 前撞 假人头部受伤判定 假人胸部受伤判定 假人严重受伤概率 车顶强度 最大抵抗力 部分重叠前撞 乘员空间缩小距离 侧撞 位移 假人胸部粘性受伤判定,4.1.3 汽车安全设计,4.1.4 汽车碰撞试验三种,产品安全性比较试验注重对试验结果的分级，而产品改进分析试验更
6、关注对碰撞过程的分析，即需要借助高速摄影对车辆结构的碰撞过程进行仔细分析。 (1)实车碰撞试验 (2)台车碰撞试验 (3)零部件台架试验,4.1.4 汽车碰撞试验三种,（1）实车碰撞试验 具有最真实和直接的技术特点，因此试验结果也最具说服力，是汽车新产品开发过程中必须进行的试验，但是由于其试验费用昂贵，所以往往难以实现多次重复试验，通常只在新产品试制和形式认证时进行。,（1）实车碰撞试验,前撞, 侧撞, 尾撞,车对车的试验,4.1.4 汽车碰撞试验三种,（2）台车碰撞试验 是利用台车模拟实车进行碰撞试验的一种方法，一般在台车和刚性墙之间设置有缓冲装置，让台车通过缓冲装置与刚性墙发生碰撞， 这时
7、候可以通过缓冲装置的力学特征来模拟碰撞所需的减速度波形，以此来评价安装在汽车上的各种安全附件的安全性。,（2）台车碰撞试验-正面撞台车试验,液压台车碰撞试验系统 具备侧碰、俯仰角试验等多种功能,气动台车碰撞试验系统,（2）台车碰撞试验-侧撞台车试验 台车试验是一种模拟真实整车碰撞的试验，在研发子系统、安全气囊和约束系统方面可大幅度的降低开发成本。,4.1.4 汽车碰撞试验三种,安全带 假人头部撞击车顶试验 假人膝盖撞击车体试验 元部件能量吸收试验 结构强度 空气袋试验 车顶, 材料强度,（3）零部件台架试验 用来评价零部件受冲击载荷作用时的安全性能,“吸能结构”,位于车前后的可溃缩车体，不仅能
8、应对撞击事故，还能全方位加强座舱防护，缓和二次撞击，有利于驾驶者逃逸或被救。GOA车身另一个特点是在撞击时能将撞击力分散至全车各部位，并以能量吸收材质与多处强化钢梁保护座舱空间。,是评价汽车碰撞安全性能得最基本、最有效的方法。是从乘员保护的观点出发，以交通事故再现的方式，来分析车辆碰撞前后的乘员与车辆运动状态及损伤状况，并以此为依据改进车辆结构安全性设计，增加或改进车内外乘员保护装置。同时还是滑车模拟碰撞、计算机模拟计算等试验研究的基础。,试验分类：正面碰撞；角度碰撞、侧面碰撞、追尾碰撞。,4.2 实车碰撞试验,4.2 实车碰撞试验,（1）正面100%重叠刚性壁障碰撞试验 试验车辆100%重叠
9、正面冲击固定刚性壁障。 1.碰撞速度为50km/h51km/h（试验速度不得低于50km/h）。 2.试验车辆到达壁障的路线在横向任一方向偏离理论轨迹均不得超过150mm。 3.在前排驾驶员和乘员位置分别放置一个Hybrid III型第50百分位男性假人，用以测量前排人员受伤害情况。 4.在第二排座椅最右侧座位上放置一个Hybrid III型第5百分位女性假人，用以考核安全带性能。,4.2 实车碰撞试验,（2）正面40%重叠可变形壁障碰撞试验 试验车辆40%重叠正面冲击固定可变形吸能壁障。 1.碰撞速度为56km/h57km/h（试验速度不得低于56km/h）， 2.偏置碰撞车辆与可变形壁障碰
10、撞重叠宽度应在40%车宽20mm的范围内。 3.在前排驾驶员和乘员位置分别放置一个Hybrid III型第50百分位男性假人，用以测量前排人员受伤害情况。 4.在第二排座椅最左侧座位上放置一个Hybrid III型第5百分位女性假人，用以考核安全带性能。,4.2 实车碰撞试验,（3）可变形移动壁障侧面碰撞试验 1.移动台车前端加装可变形吸能壁障冲击试验车辆驾驶员侧。 2.移动壁障行驶方向与试验车辆垂直，移动壁障中心线对准试验车辆R点， 3.碰撞速度为50km/h51km/h(试验速度不得低于50km/h)。 4.移动壁障的纵向中垂面与试验车辆上通过碰撞侧前排座椅R点的横断垂面之间的距离应在25
11、mm内。 5.在驾驶员位置放置一个EuroSID II型假人,用以测量驾驶员位置受伤害情况。,4.3各国的国家碰撞标准,4.3各国的国家碰撞标准,C-NCAP（China New Car AssessmenProgramme，即中国新车评价规范) 是将在市场上购买的新车型按照比我国现有强制性标准更严格和更全面的要求进行碰撞安全性能测试，评价结果按星级划分并公开发布，旨在给予消费者系统、客观的车辆信息，促进企业按照更高的安全标准开发和生产，从而有效减少道路交通事故的伤害及损失。 C-NCAP要求对一种车型进行车辆速度50km/h与刚性固定壁障100%重叠率的正面碰撞、车辆速度56km/h对可变形
12、壁障40%重叠率的正面偏置碰撞、可变形移动壁障速度50km/h与车辆的侧面碰撞等三种碰撞试验，根据试验数据计算各项试验得分和总分，由总分多少确定星级。评分规则非常细致严格， 最高得分为51分，星级最低为1星级，最高为5+。,美国高速公路安全保险协会（IIHS）,美国非盈利性独立测试机构IIHS推出了更严格的NCAP试验标准， 美国IIHS执行的NCAP正面偏置碰撞试验条件是在64km/h速度下的40%正面偏置碰撞，和50km/h侧面碰撞试验。 汽车碰撞安全性的薄弱点一下子暴露无遗。由于新的试验标准和方法，才促使汽车厂家重视碰撞安全不断开发出新的汽车安全技术。 IIHS NCAP试验不以星级评价
13、，使用的是Good（良好），Acceptable（可接受），Marginal（及格），Poor（差）评价等级）。,欧盟NCAP组织碰撞标准,欧盟NCAP组织建于1997年，现在已经成为了欧洲汽车消费者购买安全汽车的标准。 根据欧洲的法律，任何新车型在出售之前都要经过某些特定的安全测试才能投放市场。 但是法律也提供了新车安全标准的最低限度，其目的就在于欧盟NCAP组织鼓励汽车制造商们的汽车能够达到并超过这些最低限度的安全标准。,日本碰撞标准,JNCAP，全部的新车都要进行安全标准的汽车认证测试，这项标准被严格的实施。对使用者而言选择更加安全的车，这个标准就成为了一个可信度较高的信息，而且可以促使
14、汽车生产制造厂商对车辆进行促进安全性的改进工作。 JNCAP，根据日本国土交通省和独立行政法人汽车事件对策机构实施，测试结果，“汽车评估”的名字在每年春天公布。 JNCAP碰撞测试介绍 JNCAP由对新车的安全性能的3个碰撞测试和刹车性能测试，从2004年气进一步度引进了“行人安全性“的评价体系，考量对的行人头部保护性能，合计5个的测试项目构成。而且商用车部门的测试也从2004年启动。,碰撞星级指标,NCAP(New Car Assessment Program)，中文译为新车评估计划，是一个行业性组织，最早出现在美国，现以欧洲的最具影响力。该组织定期将市场上出现的新车进行碰撞试验，它规定的实
15、车碰撞速度往往比以上政府制定的安全标准的碰撞速度要高，并且在更严重的碰撞环境下评价车内乘员的伤害程度，所以得到了全世界众多汽车生产企业和消费者的认同。 NCAP的测试结果根据头部、胸部、腿部等主要部位的伤害程度将试验车的安全性进行分级，通过星级()表示，共有五个星级，星级越高表示该车的碰撞安全性能越好。 看看中国碰撞星级,4.4正面碰撞试验,正面碰撞的时速为64公里/小时（40迈），障碍物与汽车正面的重叠长度是40%车宽(不包括后视镜)。（2012新CNCAP 64，与国际接轨欧德 ）,正面碰撞试验实现的途径； 碰撞用假人的开发或尸体代替乘员的试验； 数据采集与处理； 图像分析； 乘员伤害指标
16、的确定。,背景：欧、美从60年代初开始汽车正面碰撞试验研究工作。 研究范围：,碰撞方式(FMVSS208法规乘员碰撞保护,48.3km/h)：,车辆纵轴线与壁障表面垂直； 车辆横截面与壁障表面成30角，碰撞时车辆左前端先接触； 车辆横截面与壁障表面成30角，碰撞时车辆右前端先接触；。,4.4正面碰撞试验,4.4正面碰撞试验,澳大利亚, 欧洲, 日本 美国新车前撞评估试验,56公里/小时 实墙碰撞,澳大利亚, 欧洲, 日本新车前撞评估试验 美国IIHS,各国正面碰撞试验方法与评价指标比较,表3-2. 各国正面碰撞试验方法与评价指标比较一览表,各国正面碰撞试验方法与评价指标比较,表3-2. 各国正面碰撞试验方法与评价指标比较一览表（续）,4.4正面碰撞试验,（1）正面100%重叠刚性壁障碰撞试验（CNCAP） 试验车辆100%重叠正面冲击固定刚性壁障，壁障上附以20mm 厚胶合板。碰撞速度为50 km/h（试验速度不
