碰撞试验中假人头及胸受力分析方法初探.pdf

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1、碰撞试验中假人头及胸受力分析方法初探商恩义(上海东方久乐汽车安全气囊有限公司，上海201201)张慧云(国家汽车质量监督检验中心，襄樊445000)【摘要】通过对碰撞试验中的假人运动情况及受力情况进行分析，针对假人头部和胸部，提出了“合力及合外力”的分析方法，为安全气囊的研发、方向盘及安全带的选配提供了有力的理论支持。【Abstract】Throughtheanalysisofdummymotionandloadinimpactingtest，theanalysismethodofresultantfo

2、rceandresultantoutsideforceaimingatthoraxandneckisputforward，anditcangivestrongsupporttothedevelopmentofairbag，steeringwheelandseatbelt．【主题词】碰撞试验假人受力行程加大，通过安全带给假人施加了向后的拉力。0引言由于安全带上端相对自由，所以通常来说安全带腰带拉力要大于肩带拉力，使假人胸部向前运动的速度要大于臀部向前运动的速度，因此，假人上当前，中国对汽车安全性的要求越来

3、越高，法体再次生成向前的弯矩，表现形式为假人胸部带规的不断出台，c．NCAP的改版升级。伴随此种发动头颈向前扑，速度归零后回弹。对于腰带拉力展趋势，碰撞实验室也越建越多，碰撞试验也越做小于肩带拉力的少数情况，基本是由于大腿前端越多。但是，行业内对试验结果进行分析的能力空间较小，大腿碰撞到前方仪表板后受力较大位进展比较缓慢。基于此，本文对碰撞试验中的假移受限造成的，但因这种情况下腹部所受合力仍人的运动过程及假人头部、胸部等部位的受力情大于胸部所受合力，结果与上述是一样的。况的分析方法进行了研究。在假人的头

4、部向前运动的过程中，若与前方安全气囊、方向盘或仪表板接触，则头部会受到一1碰撞试验中假人的运动过程分析个向后的力，运动开始减速，直到回弹；如果假人头部没与前方任何物体接触，则最终随胸部的回在实车正面碰撞试验中，碰撞前，假人与车体弹而回弹具有相同的速度，在碰撞初始，车体受到来自正面的阻力，进行减速运动，而此时假人仍保持原有速2碰撞试验中假人头部受力的分析度向前运动，则车体通过座椅与假人大腿问的摩擦给假人施加一个向后的力，使假人臀部开始减方法的探究速，并导致假人上体产生一个向前的弯矩。随着碰撞过程的深入，车

5、体相对假人向后的2．1假人头部受力过程分析收稿日期：2010—04—08·52·上海汽车2010．07依上文所述，在正面碰撞前期，假人胸部表现受力的影响。为向前减速并向下扑的运动。由于假人的颈部块下面引人“合力及合外力”的分析理论。将头具有弹性，胸部块具有刚性，因此，颈部块和胸部部向和z向的加速度分别用a和n表示，头块由螺栓紧固连接后，与胸部一起可看作具有一部的质量用m婆表示，将产生加速度的力定义为定弹性的刚体。对于头部，可看作一刚体。如图1合力，将头和颈向和z向相对运动产生的内力所示，头部与颈部是通过

6、圆柱销连接，并带两个橡约束定义为巩和，现，将由安全气囊、方向盘、仪胶块作为辅助约束，故头部和颈部之间可以视为表板等对头部作用产生的方向和z方向的外力圆柱铰链连接。所以，碰撞初始，当胸部带动颈部分别定义为F外和F外，由，外和Fb合成的力定向前减速运动并向下扑的时候，头部通过铰连接义为头部所受的合外力F帅依前所述，对于头部对颈部产生一个向前的约束、向上的约束以的向和z向有如下关系式：及向后的约束。作为作用力与反作用力的关f，头。头=F颈+F外(1)系，头部将产生一个向后的力、向下的力F：以【m头。=F现+F

7、(2)及向前的弯矩(见图1)。在头部向前继续运动所以，有过程中，由于胸部受安全带拉力的影响及头部受fF外=，头。头一F颈(3)到安全气囊、方向盘、仪表板等所施加的外力F外【F=m头。一F颈：(4)的影响，F、F：以及会改变。但在与车辆内部F外=F外+F(5)部件接触之前，头和颈部之间仅仅存在作用力与由于HYBRIDm型50假人头部质量miL=反作用力的关系，即头部所受的来自向和z向4．54kg为已知，假人的a、口如和颈部的F瓠、F现的力在值的大小上与颈部所受到的力是相等的。在试验过程中可采集得到，所以每

8、次试验后均可求得一条安全气囊或方向盘、仪表板对假人头部的作用曲线。这条曲线，除了对CAE设计具有较大帮助外，对安全气囊的开发、方向盘刚度的设计也会提供有力的理论支持。2．2假人头部试验数据处理分析在实车正面碰撞试验中，无论是法规试验还是研发的中高速碰撞试验，假人的头部3个方向的加速度和颈部的，砜、F颈2都是考核车辆安全性的重要数据，所以，下面就其中的一些数据对试验结果进行处理分析。图l碰撞初始假人头部受力情况图2是某次不带安全气囊的50km