基于行人保护的汽车前舱吸能空间估算方法研究

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1、基于行人保护的汽车前舱吸能空间估算方法研究梁亮(上海交通大学机械与动力工程学院，上海200240)【摘要】在汽车开发的概念设计阶段，需要合理地设计前舱外型面与前舱零件间的间隙，即前舱吸能空间，以满足行人头部保护的要求。文章以某车型为例，通过理论计算的方法，对满足行人头部保护要求的前舱吸能空间进行估算，并建立了详细的行人头部碰撞有限元仿真分析模型，验证了估算得到的前舱吸能空间的合理性。【Abstract】IntheeaHystagesofthecardevelopmentprocess，itisveryimportantto

2、determinethenecessarycrashdepth，theclearancebetweenthehoodandtheunderlyingpans，consideringpe—destrianheadprotection．Thepapertakesavehiclemodelasanexampleandproposesamethodtoes—timatethenecessarycrashdepthduringtheearlydevelopmentstages．Theeffectivenessofthepropose

3、dmethodforpedestrianheadprotectionisverifiedbydetailedfiniteelementanalysis．【关键词】行人头部保护前舱吸能空间有限元仿真doi：10．3969／j．issn．1007-4554．2012．10．12况的特点，对车辆行人头部保护技术进行研究，从0引言而减少道路交通事故中车辆对行人头部的伤害变得尤为重要。本文以某车型初期设计为例，从车辆前舱布汽车作为主要的交通工具，给人们的出行带置设计角度出发，根据GB／T24550-2009~汽车对来了极大的便利，同

4、时，作为道路参与者之一，对行人的碰撞保护》的法规要求，通过理论计算的方其它道路参与者及其自身乘员的人身安全带来了法，对满足行人头部保护要求的前舱吸能空间进重大威胁。而行人作为道路参与者中的弱势群体，最容易受到伤害，在道路交通事故中占有很高行估算，并建立了详细的行人头部碰撞有限元仿真分析模型，验证了估算得到的前舱吸能空间的的伤亡比例。据世界卫生组织统计，每年全球约合理性。有120万人死于道路交通事故，其中46％为步行者、骑自行车者或两轮机动车使用者，这一比例在一些低收入和中等收人国家会更高。另据IHRA1行人头部保护试验法规

5、(InternationalHarmonisedResearchActivitiesCorn．mittee)的研究数据表明，在行人与车辆的碰撞过我国对行人保护法规的研究始于2007年，在程中，行人头部受到伤害的概率在整个行人身体研究比较了欧洲、日本和全球技术法规后，决定采伤害区域中占到了31．4％，是行人受伤概率和致用全球技术法规“GTRNo．9”(2008年版)作为我死概率最高的区域。因此，根据我国道路交通情国行人保护法规的依据，并于2009年10月30日收稿日期：2012—08—23上海汽车2012．10·47·发布了

6、《汽车对行人的碰撞保护》(GB／T24550—2009)法规，该法规于2010年7月1日实施。在GB／T24550-2009中，行人头部伤害指标用HIC(HeadInjuryCriterion)值来评价，其表达式如公式(1)所示：r1112．5HIC=(f2一1)I_l。0dtI(1)2一1Jt1其中，n为合成加速度，g；t。、t为记录开始与记录结束两个时刻之间某一段时间间隔，s，在该时间间隔内HIC取最大值，t2一。≤15ms。行人头部试验的试验条件分别如表1和图1所示。表1GB／T24550-2009头型试验条件图1G

7、B／T24550-2009头型试验条件试验项目试验条件区域，其HIC值≤1000区域的面积应该≥67％，儿童头型冲击器质量／kg3．5而剩余区域的HIC值≤1700。儿童头型冲击器直径／mm165儿童头型冲击器撞击发动机罩35上部，撞击速度／km／h2前舱吸能空间估算儿童头型冲儿童头型冲击器撞击发动机罩击器撞击发上部，撞击角度／。⑤50动机罩上部WAD1000~／BL．在汽车开发的概念设计阶段，定义发动机罩ERL~+82．5(取外板与前舱舱内零件的间隙十分重要。为了满足儿童头型冲击器撞击发动机罩最后点)上部，测试区域／mm

8、WAD1700／BRRL~行人头部保护要求，在头部碰撞区域必须留有足一82．5(取最前够的吸能空间，以免行人头部在撞击发动机罩的点)SRL~+82．5过程中，由于发动机罩的吸能空间不足而使头部成人头型冲击器质量／kg4．5与前舱零件(如发动机、蓄电池等)发生二次碰撞，成人头型冲击器直径／mm165成人头