一种车辆被动安全性能的碰撞载荷评估方法技术

本发明专利技术公开了一种车辆被动安全性能的碰撞载荷评估方法，包括以下步骤：第一步，划分碰撞区域；第二步，区域1的碰撞载荷F1判断；第三步，区域2的碰撞载荷F2判断；第四步，区域3的碰撞载荷F3判断；第五步，车辆结构安全性能评估。本发明专利技术根据三个碰撞区域的车身结构形式，对每个区域的纵向碰撞载荷进行定性判断，并按照碰撞载荷组合工况，可直接对车身结构的IIHS小偏置碰安全性能进行评估，该评估方法已经包含了最优的结构应对策略，可有效的缩短结构设计周期，并降低开发成本，因此，对车身结构的被动安全性能开发具有重要的工程指导意义。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，尤其是涉及对IIHS小偏置碰撞测试标准的车身结构安全性能的评估，更适合于在概念设计阶段和工程设计阶段的评估。
技术介绍
美国公路安全保险协会(InsuranceInstitute for Highway Safety, IIHS)在其新车碰撞安全评价规程(New CarAssessment Program, NCAP)中率先推出了应对小偏置碰撞交通事故形式的25%小偏置碰测试(IIHS New Small Overlap Crash Test),具有重要的风向标意义和工程实践价值，并先后公布了 3批小偏置碰测试结果(所涉及的IIHS测试结果均来自IIHS官方网站http: / / www.1ihs.0rg / iihs / ratings的查询结果)。在IIHS小偏置碰撞被动安全性能测试中，主机厂(Original Equipment Manufacturers,OEMs)普遍表现比较糟糕，IIHS小偏置碰撞起到了对主机厂被动安全设计水平的区分作用，被普遍认为是最严苛的被动安全测试标准。1、IIHS小偏置碰评估理念IIHS被动安全测试评估标准表明:相比其它NCAP测试，其安全评估理念更重视通过驱动车身结构改进以保护现实交通事故中的人员安全。IIHS小偏置碰测试采用了与40%偏置可变形壁障(Offset Deformable Barrier, 0DB)基本一致的评估标准(参考文献[1]:1IHS (Insurance Institute for Highway Safety).Small Overlap FrontalCrashworthiness Evaluation Rating Protocol,2012)。IIHS对小偏置碰测试车辆结构完整性(Structural Integrity)描述是:“小偏置碰与其它碰撞形式相比是一种不同的情况，其碰撞区域主要是不能通过压溃变形得到保护的车身前端边缘部分，碰撞载荷直接通过前轮、悬架系统和前挡板进行传递，向后进入歇脚区域，将会引起更大的乘员舱侵入量，导致严重的腿部和脚部伤害，显然，这是不期望的。因此，在小偏置碰中，为了给乘员提供有效的保护，要求设计‘笼式安全车身(Safety Cage)’，以抵抗不能由压溃区域缓冲掉的碰撞载荷。”(参考文献[2]:IIHS(Insurance Institutefor Highway Safety).Small overlap crashes[R / 0L].1IHS Status Report,2012)。按照IIHS的观点，要应对IIHS小偏置碰测试，OEMs应该重点关注乘员舱或Safety Cage结构改进。与IIHS—贯的安全测试评估理念是一致的，即:“在交通事故任何碰撞形式的保护中，关键是设计‘一个强大的笼式安全车身(a strong safety cage) ’以抵抗变形，从而保证乘员生存空间”[2]。但从碰撞能量吸收角度，在没有前舱(Front end)充分缓冲吸能的条件下，乘员舱结构或Safety Cage直接承受车辆以64km / h撞击刚性壁障(Flatl50Barrie;r,参考文献[3]:1IHS.Small Overlap Frontal CrashworthinessEvaluation Crash Test Protocol)而只发生较小的变形,在轻量化设计越来越严苛的条件下，IIHS提供的Safety Cage技术思路设计难度较大。2、IIHS小偏置碰测试现象IIHS的评估结果分为4个等级:优秀(Good)、良好(Acc印tabIe)、及格(Marginal)和差(Poor)。从IIHS2012年8月公布的第一批豪华车型(Small Car)测试视频中，发现了一个有趣的现象:对于4个评估等级，车辆最终静止状态主要表现为2种:状态1:车辆最终停留位置越过刚性壁障，且车头基本保持前进方向。如获优秀评价车型，讴歌TL(AcuraTL)和沃尔沃S60 (Volvo S60);如获良好评价车型，英菲尼迪G25 (Infiniti G25)。状态2:车辆最终停留位置没有越过刚性壁障，且车头向被撞侧发生90°左右的转向。如获及格评价车型，宝马3系(BMW3-Series);如获差评车型，奥迪A4 (AudiA4)和雷克萨斯 ES (LexusES)。3、IIHS小偏置碰数学模型为了解释IIHS小偏置碰测试中的试验现象，根据能量和动量守恒方程，建立了描述IIHS小偏置碰撞的数学模型。IIHS给出了小偏置碰撞的试验条件，车辆以初始偏置距离dQ等于25%整车宽度、初始碰撞速度Vtl等于64km / h撞击刚性壁障。根据能量守恒方程，令Eint为测试车辆(主要指乘员舱)内能吸收，在碰撞结束时:本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车辆被动安全性能的碰撞载荷评估方法，其步骤包括：第一步，划分碰撞区域：将测试车辆从前往后划分出与小偏置碰撞相关的3个碰撞区域，分别是区域1、区域2和区域3，每个碰撞区域对应的纵向碰撞载荷分别是F1、F2和F3，其中，F3表示当门槛梁末端撞击刚性壁障时乘员舱需承受的纵向碰撞载荷，此时的撞击宽度称之为侧向残余位移d，即刚性壁障与测试车辆的碰撞接触宽度，F0为区域3或乘员舱的实际纵向承载能力，d0为初始偏置宽度；第二步，区域1的纵向碰撞载荷f1判断：若前保险杠横梁两端延伸宽度与前大灯宽度一致，或者在前保险杠横梁两端延伸的基础上增加对两延伸端的斜撑支架，则F1>f1；反之，则F1=f1，其中，f1为常数；第三步，区域2的纵向碰撞载荷F2判断：若将上纵梁延长与前纵梁外侧或者前保险杆横梁延伸端连接，或者将上纵梁延长并采用连接支架与前纵梁外侧连接，从而形成一个上纵梁环状结构，则F2>f2；反之，则F2=f2，其中，f2为常数；第四步，区域3的纵向碰撞载荷F3判断：根据第二步与第三步中碰撞载荷的判断结果，F1与F2存在四种组合，因而，分四种工况分别对f3进行分析：工况1，若f1=f1，F2=f2，当d≈d0，则F3>0，且取最大值F3max；工况2，若F1=f1，F2>f2，当d≈0，则F3≈0；当d>0，则F3>0；工况3，若F1>f1，F2=f2，当d≈0，则F3≈0；当d>0，则F3>0；工况4，若F1>f1，F2>f2，当d≈0，则F3≈0；当d>0，则F3>0；第五步，车辆结构安全性能评估：根据第四步中纵向碰撞载荷f3的判断结果，若F3=0，则获得“优秀”评价；若F0≤F3，则获得“及格”或“差”评价；若F0>F3，则获得“优秀”或“良好”评价。...

【技术特征摘要】
1.一种车辆被动安全性能的碰撞载荷评估方法，其步骤包括: 第一步，划分碰撞区域:将测试车辆从前往后划分出与小偏置碰撞相关的3个碰撞区域，分别是区域1、区域2和区域3，每个碰撞区域对应的纵向碰撞载荷分别是FpF2和F3,其中，F3表示当门槛梁末端撞击刚性壁障时乘员舱需承受的纵向碰撞载荷，此时的撞击宽度称之为侧向残余位移d，即刚性壁障与测试车辆的碰撞接触宽度，Ftl为区域3或乘员舱的实际纵向承载能力，d0为初始偏置宽度； 第二步，区域I的纵向碰撞载荷判断:若前保险杠横梁两端延伸宽度与前大灯宽度一致，或者在前保险杠横梁两端延伸的基础上增加对两延伸端的斜撑支架，则F1Y1 ;反之，则F1=A，其中，为常数； 第三步，区域2的纵向碰撞载荷F2判断:若将上纵梁延长与前纵梁外侧或者前保险杆横梁延伸端连接，或者将上纵梁延长并采用连接支架与前纵梁外侧连接，从而形成一个上纵梁环状结构，则F2>f2 ;反之，则F2=f2，其中，f2为常数； 第四步，区域3的纵向碰撞载荷F3判断:根据第二步与第三步中...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖锋，
申请(专利权)人：肖锋，
类型：发明
国别省市：