汽车侧面碰撞模拟试验装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于汽车碰撞模拟的技术领域，其可再现汽车侧面碰撞的真实力学环境，可用于汽车车门、安全带、安全锁、安全座椅、安全气囊、汽车内饰物等主动和被动安全产品的性能的检验和改进设计，可也为碰撞环境下人体生物力学研究提供一种手段。汽车侧面碰撞模拟试验装置，由模拟移动障碍壁车上的液压车门吸能器、台车吸能器、制动吸能器构成一套汽车侧碰模拟系统，台车上安装车门运动控制机构和座椅运动控制机构。本发明专利技术的有益效果：能比较清晰地反映汽车侧面碰撞中车门、座椅以及车门的运动关系，模拟汽车侧面碰撞过程中主动和被动安全产品等的工作环境，具有模拟精度高，设计程序简单，装置结构紧凑，体积小，易于操作等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于汽车碰撞模拟的
，具体涉及一种汽车侧面碰撞模拟试验装置。可用 于汽车车门、安全带、安全锁、安全座椅、安全气囊、汽车内饰物等主动和被动安全产品的 性能检验和设计改进试验，可也为碰撞环境下相关人体生物力学的研究提供一种试验手段。技术背景改进汽车的安全性，有效地减少汽车道路交通事故造成的损失是我国汽车行业近几年的 重要工作之一。与正面碰撞相比，侧面碰撞对乘员造成的伤害更大，近年来交通事故的统计 数据表明，大约40%的事故是侧面碰撞事故，造成致死和重伤的事故中侧碰事故也大约是 30%-40%。因此，西方发达国家在上世纪80年代初就开展了汽车侧面碰撞试验研究并制动了相 应的试验法规。美国于1990年颁布实施了FMVSS214侧面碰撞法规，欧洲于1995年颁布实施了 ECER95侧面碰撞法规，日本于1998年10月颁布了侧面碰撞试验法规，采用了与ECER95—样的 试验方法。我国也以ECER95为蓝本制定了《汽车侧面碰撞乘员保护》法规，并于2006年正式 实施。现有技术中，汽车侧面碰撞试验的方法主要有移动屏壁撞车试验、台车试验及试验台冲 击试验。移动屏壁撞车试验是一种实车侧碰试验，需要真实的车辆进行碰撞试验，主要用来 对已开发出的成品车型按汽车侧碰相关法规要求进行试验,以鉴定是否达到法规要求。由于实 车侧面碰撞试验中一部整车只能使用一次、费用很高，对于安全气囊等主被动安全产品的开 发和产品验收，完全采用实车碰撞、其费用相当高，在实际研发中是不可能的。台车试验及试验台冲击试验，是用一个比较坚固的台车代替汽车,在台车上安装车身、车 门、座椅、安全气囊等相应汽车零部件，无需破坏真实汽车的碰撞模拟设备,用于乘员保护装 置的性能评价和零部位的耐惯性力试验，是汽车整车和零部件开发的必备设备。目前，国外已开发了一些汽车侧碰的试验设备。如美国福特汽车公司利用冲击器冲击 车门外表面的动态车门部件试验装置；美国通用汽车公司将待测预先碰撞过的侧门固定在台 架上的试验台冲击侧碰模拟装置。虽然该类冲击试验装置可以较好模拟撞击整个过程，缺点 是不易控制撞击瞬间的加速度过程。德国大众汽车公司通过静力试验、内饰物试验、车门外 侧的第2次撞击和计算机模拟实车碰撞4个步骤来推断模拟假人在汽车侧碰时将受到的损伤， 该方法综合了实车试验和部件试验优点，但由于计算机性能和模拟方法的限制，特别是在进 行车身结构的抗撞性研究方面，计算机仿真不能完全脱离试验或完全代替试验，计算机仿真 结果最终仍需要试验来验证。此外，德国申克(SCHENCK)公司生产了一套液压伺服控制的汽 车碰撞模拟试验设备，可以进行侧碰的模拟试验，但价格昂贵。国内对汽车侧碰模拟试验装 置的研究刚刚起步，清华大学公布了一种侧碰模拟试验台的方案，但仅能模拟车门运动状态， 其它大都是通过计算机仿真得出汽车侧碰曲线与实车碰撞曲线对比，来验证仿真的正确性。 目前，能同时模拟汽车侧碰过程中的车体、车门和座椅的位移、速度和加速度变化规律的试 验装置还未见报道。
技术实现思路
本专利技术为了满足汽车侧面碰撞模拟试验设备的迫切要求，实现了根据不同的车型的侧面 碰撞试验数据，通过设计不同的车门和座椅凸轮曲线槽形状，结合碰撞吸能器的设计，控制 侧碰台车上的车门和座椅的运动状态，使台车上的车门和座椅获得与实车侧碰时相同的位移、 速度和加速度，能比较清晰地反映汽车侧面结构及其内饰面与作用到乘员身上的载荷之间的 相互关系以及结构抗撞/冲击变形等特性的目的，提供了一种汽车侧面碰撞模拟试验装置。本专利技术采用如下的技术方案实现一种汽车侧面碰撞模拟试验装置，包括模拟移动障碍壁车(模拟MDB车)、可相对地面移 动的台车，其特征在于模拟移动障碍壁车上安装台车吸能器和车门吸能器；台车上安装车门 运动控制机构和座椅运动控制机构，台车前端安装制动吸能器-,所述的车门运动控制机构包括相对地面固定的车门曲线板，车门曲线板上开有车门凸轮 曲线槽，车门凸轮曲线槽内安装车门滚轮，车门滚轮经车门拐臂杠杆连接车门滑块，车门滑 块安装于车门滑块导轨内，车门滑块导轨设置于车门支架上；所述的座椅运动控制机构包括相对地面固定的座椅曲线板，座椅曲线板上开有座椅凸轮 曲线槽，座椅凸轮曲线槽内安装座椅滚轮，座椅滚轮经座椅拐臂杠杆连接座椅滑块，座椅滑 块安装于座椅滑块导轨内，座椅滑块导轨设置于座椅支架上；车门拐臂杠杆包括下端设置车门滚轮的车门拐臂杠杆下摆臂，车门拐臂杠杆下摆臂通过 车门拐臂杠杆轴连接车门拐臂杠杆上摆臂的下端，车门拐臂杠杆上摆臂的上端通过销轴连接 车门滑块，车门拐臂杠杆轴通过车门拐臂杠杆支座安装在台车上。座椅拐臂杠杆包括下端设置座椅滚轮的座椅拐臂杠杆下摆臂，座椅拐臂杠杆下摆臂通过 座椅拐臂杠杆轴连接座椅拐臂杠杆上摆臂的下端，座椅拐臂杠杆上摆臂的上端通过销轴连接 座椅滑块，座椅拐臂杠杆轴通过座椅拐臂杠杆支座安装在台车上。所述的台车吸能器、车门吸能器和制动吸能器，采用了 ZL011019.6.9《节制杆式模拟器车碰撞试验装置及其方法》中的节制杆式液压吸能器结构模式。制备本专利技术所述的汽车侧面碰撞模拟试验装置的方法，其步骤为1) 、获取实车侧碰撞试验的数据，包括车体的质量，碰撞时MDB的速度，侧碰过程中车 体质心沿碰撞轴线的速度、位移、加速度时间曲线，侧碰过程中座椅和车门的速度、位移时 间曲线。2) 、根据实车车体的试验数据，依据ZL011019.6.9《节制杆式模拟器车碰撞试验装置及 其方法》中的方法，结合汽车侧面碰撞的动力学方程，设计模拟MDB车吸能器和制动吸能器 节制杆形状，满足台车碰撞的速度、位移和加速度波形与实车数据一致。3) 、根据实车车体的试验数据，计算侧碰过程中实车的座椅和车门位移与车体的相对关 系。采用凸轮传动分析的机构单元法建立车门和座椅运动分析数学模型，编制计算程序，依 据实车波形的数据分析处理结果，分别计算车门凸轮曲线槽和座椅凸轮曲线槽的理论轮廓曲线数据。4) 、台车碰撞仿真计算，满足精度要求，车门、座椅凸轮曲线槽数据输出；不满足精度， 重新进行第二步，确定新的车门凸轮曲线槽形状、座椅凸轮曲线槽形状。5) 、加工吸能器、车门和座椅运动控制机构，完成整体试验设备。在汽车设计中，实车侧面碰撞是检验车辆安全性的重要手段，但实车碰撞试验，费用较 高，而且不利于获取某一零部件的可靠性和动态力学参数。本专利技术利用可重复的、接近于实 车侧面碰撞的台车模拟装置，其采取了台车车门和座椅凸轮曲线控制机构，模拟汽车侧碰中 的车门、座椅和车体的位移、速度和加速度的变化规律，可以真实再现汽车侧面碰撞时车门、 座椅、安全带和假人等的动力学过程，并且为侧碰安全气囊、安全带和座椅等不受车辆碰撞 影响的产品提供了一个再现车辆侧面碰撞的动力过程。试验费用便宜，对汽车的设计和检验 是非常有利的。本专利技术与现有技术相比具有以下技术优点l)能够同时模拟不同车型侧面碰撞中车门、车体和座椅的位移、速度和加速度波形，重复性好，精度高；2)充分考虑了汽车侧面结构及 其内饰面与作用到乘员身上的载荷之间的相互关系，能同时进行乘员保护装置的性能评价和 零部件的耐惯性力试验；3)设计程序简单，易于操作，可靠性高，安全性好；4)装置结构 紧凑，体积小，安装调试简单，易于维本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种汽车侧面碰撞模拟试验装置，包括模拟移动障碍壁车（２１）、可相对地面移动的台车（３４），其特征在于模拟移动障碍壁车（２１）上安装台车吸能器（２２）和车门吸能器（１９）；台车（３４）上安装车门运动控制机构和座椅运动控制机构，台车（３４）前端安装制动吸能器（２）；　所述的车门运动控制机构包括相对地面固定的车门曲线板（５），车门曲线板（５）上开有车门凸轮曲线槽（４７），车门凸轮曲线槽（４７）内安装车门滚轮（４６），车门滚轮（４６）经车门拐臂杠杆连接车门滑块（１０），车门滑块（１０）安装于车门滑块导轨（１２）内，车门滑块导轨（１２）设置于车门支架（２３）上；　所述的座椅运动控制机构包括相对地面固定的座椅曲线板（２７），座椅曲线板（２７）上开有座椅凸轮曲线槽（４８），座椅凸轮曲线槽（４８）内安装座椅滚轮（４０），座椅滚轮（４０）经座椅拐臂杠杆连接座椅滑块（１４），座椅滑块（１４）安装于座椅滑块导轨（２５）内，座椅滑块导轨（２５）设置于座椅支架（２４）上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李强，韩晓明，杨臻，
申请(专利权)人：中北大学，
类型：发明
国别省市：14[中国|山西]