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1、NI技术使用DIAdem测 试行人头部与车辆引 擎盖的碰撞通过使用 DIAdem进行测 量、评估和自动化任 务，我们高效地完成 了此次研究。该程序 易于使用，并且基于 对话框的操作方式可 以预防许多错误，这 节省了大量的时 间。- Dipl.- Ing. Lutz Berger, iThe Challenge:在行人撞击的过程 中，对比在铝制和钢 制的引擎盖下行人的 安全等级，这种引擎 盖是按照行人与车辆 碰撞时车头形变特性 相关的特殊结构要求 制作的。The Solution:在NI DIAdem中使用 集成的脚本语言 Visual Basic创建一个 分析程序来评估头部 撞击效果。测试设置
2、Author (s):Dipl.- Ing. Lutz Berger - i我们的研究目的是比 较钢制和铝制引擎盖 对行人的友好度。测 试车辆的引擎盖无法 满足行人安全的要 求，这意味着比较钢 制和铝制产品的结果 能用来评价哪种是更 适合保护行人引擎盖 材料。我们使用行人头部撞 击保护的测试设备， 并在中创建一个评估程序 来执行的头部撞击测 试。这个程序处理加 速度和光电势垒传感 器信号，计算损伤标 准，并自动生成图 表。头部撞击的分析 是此次测试的重点。 在这种情况下，确定 撞击速度、头部损伤 标准（Head injury criterion, HIC）、最大/平 均加速的函数都得以 应用。
3、测试结果能以 各种不同的格式提 供，如图表和PDF 或者与 Microsoft Excel兼容的文 件。为了开发满足行人安 全要求的车头，我们 必须测试一系列事故 类型和撞击位置。由 于全身假人的试验需 要大量的时间和费 用，我们开发了欧洲 标准的基于指定部位 的测试程序，如行人 的头部、骨盆或腿。 我们可以明确地界定 测试条件（如速度和 撞击角度），因此可 以很简单地运行测试 程序和分析测试结 果。我们分析了汽车引擎 盖制作材料与行人保 护能力的潜在关系， 所使用的定型车在 2002年时被厂商 更换了引擎盖的材 料，把原先的钢铁换 成了铝，而其它方面 的设计均没改变。在1999年到 2001
4、年之间生产 的车辆与在2002 年和以后生产的车 辆，都有相同的发动 机功率和组件结构， 这样就可以单独比较 材料方面的影响。我们使用 DIAdem作为测 量和评估软件，并使 用其中集成的脚本语 言Visual Basic自动完成 测试任务。汽车引擎盖的结构测 试在进行行人的测试之 前，我们比较了铝制 和钢制的引擎盖的结 构性能。我们用备用 的引擎盖进行结构测 试，在其后的行人安 全测试中仍然使用它 们。我们使用 DIAdem评估结 果，然后与经过汽车 引擎盖基准程序检验 的原始引擎盖的测试 结果进行比较。这些 测试结果显示了铝制 和钢制引擎盖之间的 差异，以及原件和备 用件（烘烤硬化处 理）
5、之间结构刚度的 差异。批量生产的钢 制和铝制引擎盖以及 相关备用件的横向刚 度和扭转刚度的结果 如图1和图2所示。引擎盖材料的对比表 明，钢制引擎盖的刚 度比铝制高。以下的 比例代表了在试验负 荷下，钢制引擎盖超 出铝制引擎盖的性 能： 横向刚度+46 垂直刚度+53 扭转刚度+42我们还必须考虑到铝 制引擎盖要比钢制轻 47%。而原始配件 和备用件之间的对比 则表明结构刚度并没 有显著差异。虽然弹 性变形测试不能在具 有高度的塑性变形 （如头部撞击）的动 态测试中提供有关硬 化效应的任何准确的 信息，但是我们在备 用的引擎盖和挡泥板 上进行行人撞击测 试。头部撞击测试测试设置如图3所 示。我
6、们采用伺服液 压试验设备进行测 试。在测试过程中， 行人保护试验设备以 需要的角度被定位在 撞击点上，撞击器则 安装在活塞的末端。 活塞加速头部，使其 达到所需的40公里 /小时的速度，然后 释放头部以便其自由 运动着撞击到引擎盖 上。对于两种引擎盖类 型，我们均使用成人 头部撞击器进行了9 次试验和使用儿童头 部撞击器进行了9次 试验，总共36次测 试。我们记录的测试 结果，包括HIC 值、计算HIC值 (a3ms , a max )的时间间隔、高 速录像，以及引擎盖 变形的数码照片。我 们使用视频序列进行 详细分析，分析 3ms的最大引擎盖 变形行为和主要的 （头部对引擎盖）和 二次（引擎
7、盖对底层 结构）撞击。我们每个撞击器中心 放置一个三维加速度 传感器。图4显示了 一个例子，我们使用进行自动的试验评 价。可以评估单一的或者 一系列的测试值。图 5显示了一个例子， 用户如何在用户对话 框里输入需要评估的 测量文件以及需要计 算的变量。我们使用 在中创建的脚本定义对 话框。我们还使用验证指定的撞击速 度。光电势垒传感器 记录了活塞上撞击器 的加速度。安装在活 塞上的反射膜能反射 激光。这个反射膜有 一个指定的明暗转变 网格。用另一个 Visual Basic位移-时 间曲线计算脚本来分 析记录的矩形信号。 上述计算确定了矩形 信号的峰值和两个连 续相等的值之间的时 间间隔。我们
8、可以利 用明暗转变之间指定 的距离来确定速度。用户在程序的开始就 在用户对话框中输入 明暗转化的网格和其 它变量。这提供了在 使用不同的测试类型 时所需的灵活性，但 本质上总是在执行相 同的计算方法。这样 可以节省时间并保证 高度的一致性，因为 用户不需要调整脚本 内的变量。1/7评估在汽车引擎盖上 完成的36次测试表 明，在18例中有 13例，钢制引擎盖 对头部的冲击力较 低。分析结果时，必 须考虑到两种引擎盖 的材料的大多数结果 大大超出了生物力学 的安全极限 （HIC1000）。底层的车辆结构的二 次碰撞导致HIC值 大大超出安全极限。 引擎盖内部金属和底 层结构之间的变形位 移（5至2
9、0毫 米），尤其是在弹簧 式减震支柱和引擎盖 铰链周围的位移特别 短。受此影响的组件 的高刚度造成了巨大 的加速度峰值和 HIC值。通过图6中的加速度 曲线和HIC来分析 二次碰撞的影响，两 个点被选为钢制和铝 制对比的例子。在 Ch-M-2点的撞 击过程中，底层结构 无明显的撞击出现。 产生的加速度曲线导 致了以下结果： 铝版的HIC的计算 需要更大的窗口 钢版的加速度产生更 大的峰值 铝版多产生15至 20的变形位移 钢版产生更高的 HIC值在Ch-M-3点的 撞击过程中，底层结 构产生了一次较强的 二次碰撞，从而导致 以下结果： HIC的计算的窗口 几乎相等，因为加速 度曲线本质上是被底
10、 层结构的撞击影响的 钢版的第一加速度峰 值稍高 铝版的二次加速度峰 值更高 铝版的HIC值更高总结此结果反驳了人们广 泛认可的观点铝 制引擎盖一般能为行 人提供更好的保护。 头部撞击试验的结果 表明，在18例中有 13例，钢制引擎盖 对头部的撞击程度较 低。通过使用 DIAdem进行测 量任务、评估任务以 及自动化任务，我们 高效低完成了此次研 究。用户友好的对话 框能够预防了一些错 误，而且能够选择分 析所有测试系列的结 果，这进一步节省了 时间。而评价的数据 能以图表、PDF格 式，或者以 Excel格式展 示，将对后续工作都 有所帮助。作者信息：Dipl.- Ing. Lutz Bergeri Steinbachstrasse 752074 Aachen Germanybergerika. rwth- aachen.de推荐配置：NI DIAdemAuthor Information:Dipl.- Ing. Lutz Bergeri Steinbachstrasse 752074 AachenGermany2/7测试设置3/7基于DIAdem数 据的横向刚度比较基于DIAdem数 据的垂直刚度比较4/7测试评估图5/7
