汽车侧面碰撞性能设计(吉利)

汽车侧面碰撞性能设计20130517目录★序言★侧面碰撞理论★侧面结构安全设计★侧面约束系统设计★展望序言★侧面碰撞交通事故序言★侧面碰撞评价体系☆侧面碰撞法规:GB20071-2006，ECER95，FMVSS214；☆新车评价体系：C-NCAP，Euro-NCAP，A-NCAP，USNCAP，J-NCAP；☆美国高速公路保险协会IIHS：侧面碰撞测试；☆主要包含可移动变形壁障碰撞和侧面柱碰撞两种碰撞形式。Euro-NCAP&A-NCAPUSNCAPIIHSJ-NCAPC-NCAPSID-IIs★序言★侧面碰撞理论★侧面结构安全设计★侧面约束系统设计★展望侧面碰撞理论★侧面碰撞过程☆对于侧面可变形壁障碰撞，碰撞过程遵从动量守恒定律☆最后壁障和被碰撞车分离。壁障mV0被碰撞车M静止mMVmV0=(m+M)V能量的关系侧面碰撞理论★侧面碰撞理论分析☆随着整车速度增加，MDB的速度逐渐下降，最终两车速度达到相同；☆由于车门质量小，碰撞时速度上升很快；☆由于惯性假人保持静止状态，直到受到车门的撞击才开始运动。侧面碰撞中的典型冲击波形车门内板速度车门保持高速侵入运动假人骨盆从车门获得的速度被碰撞车的运动MDB与车辆达到共同速度MDB的速度由于侧面结构的抵抗而减速车门侵入速度波形侧面碰撞理论ES-2假人WordSID世界假人★侧面碰撞假人☆侧面碰撞中乘员保护效果，通过假人身上各传感器测量的加速度和变形量计算获得。侧面碰撞理论★侧面碰撞策略壁障车门结构侧面车身结构B柱结构强度车身横梁结构IP横梁门槛顶盖横梁地板横梁……座椅横梁侧面约束系统SAB、CAB车门和B柱内饰座椅……内饰/约束系统来吸收碰撞能量增强结构有助于碰撞能量的转移侧面碰撞理论★侧面碰撞设计要点☆侧面碰撞和正面碰撞不同，侧面碰撞几乎没有缓冲空间；☆侧面碰撞中乘员伤害来自两个方面：车门对假人的冲击速度和车门侵入造成的生存空间减小；☆乘员保护的措施•保证车内乘员的生存空间•减小车门侵入速度•限制作用到假人身体上的载荷峰值★序言★侧面碰撞理论★侧面结构安全设计★侧面约束系统设计★展望侧面结构安全设计★侧面碰撞结构设计侧面结构安全设计★侧面碰撞结构相关因素☆载荷路径：载荷路径布置合理、完整☆材料分布：刚度合理☆零部件断面设计：承载特性☆搭接结构设计：避免结构突变和弱化☆设计目标：合理的侵入量和侵入速度侧面碰撞载荷路径搭接结构设计材料分布断面设计侧面结构安全设计★总布置要求☆布置要求，在布置允许的前提下：•MDB变形块如在Z方向和门槛梁有重叠;•地板横梁在MDB的碰撞区域内，且横梁的中心不低于MDB的下端面；•前、后车门防撞梁与MDB变形块下突出部分发生直接碰撞作用;•前、后车门防撞梁分别与B柱、C柱有重叠，利于碰撞载荷传递；•柱撞中柱子对应位置的应设计有顶盖横梁和地板横梁，且具备足够的抗弯能力；•燃油箱应该布置在远离柱子碰撞区域的位置，避免在碰撞中发生燃油泄露。某车型车门防撞梁布置某车型地板横梁结构侧面结构结构安全开发★侧面结构设计目标☆50kphMDB工况：•车门内板侵入速度设计要求：在接触时间段内：对于假人胸部一般要求侵入速度6m/s~7m/s，假人腹部侵入速度一般6.5m/s~7.5m/s，假人髋部侵入速度一般7m/s~8m/s。•变形要求：碰撞后B柱呈倒“S”变形，一般要求对应假人胸部位置高度B柱侵入小于100mm。☆29kphPOLE工况：•碰撞后，车门外板到座椅中心线的最小距离大于120mm；•前车门内板对应假人关键部位侵入速度达到29km/h的时刻晚于15ms。倒“S”变形模式某车型B柱外板变形某车型车门内板-腹部侵入速度★序言★侧面碰撞理论★侧面结构安全设计★侧面约束系统设计★展望侧面约束系统设计★侧面碰撞约束系统设计流程基础试验零部件试验实车碰撞认证MADYMO仿真零部件试验验证滑台试验系统模型验证10m/s球型冲击器CAB254±3mm的刚性柱侧面约束系统设计★侧面约束系统设计方法☆零部件试验气体发生器点爆试验气囊织带刚度试验SAB动态冲击试验CAB动态冲击试验车门内饰静压试验侧面约束系统设计★侧面约束系统设计方法☆MADYMO仿真•零部件仿真，PSM仿真，模型对标。侧面碰撞模型验证流程零部件验证试验数据分析腹部受力肋部压缩量肋部VC值x-向，z-向，形状，峰值，峰值位置，脉宽，（HIC）髋部受力接触时间，峰值，峰值时间，形状子结构模型验证座垫、车门内饰、B柱内饰、侧气囊、侧气帘头部加速度PSM模型侧面碰撞模型对标流程SAB模型CAB模型PSM录像侧面约束系统设计★侧面约束系统设计方法☆滑台试验：约束系统性能优化与匹配；☆整车试验：约束系统性能验证。侧面滑台试验侧面碰撞整车试验照片侧面约束系统设计★侧面约束系统零部件性能设计☆车门内饰造型设计具体要求•有一定的缓冲吸能空间•避开特别突出的造型，以免造成集中受力侧面碰撞内饰设计要求侧面约束系统设计★侧面约束系统零部件性能设计☆车门内饰造型设计实例造型要求实例说明保证假人胸部对应位置的车门内饰板与车门内板之间的距离，具有足够的吸能空间车门内饰板的杂物盒的造型避开假人髋部的对应区域，并保留髋部推动块的布置空间，保证侧碰过程中车门内饰板对假人的推动作用及充足的髋部接触的空间侧面约束系统设计★侧面约束系统零部件性能设计☆车身内饰设计：侧面碰撞中要求车门内饰具备合理的刚度分布；☆车门内饰静压试验示意图和刚度曲线要求。车门内饰不同部位刚度曲线要求车门内饰静压试验示意图侧面约束系统设计★侧面约束系统零部件性能设计☆侧气囊设计•布置，保护方式、范围；•体积；•气体发生器大小；•排气孔位置；•TTF；•气袋刚度特性。布置空间要求确定保护范围防护方式的选择SAB刚度特性侧面约束系统设计★有无侧气囊保护效果对比☆带气囊情况下•作用时刻提前；•峰值降低；•保护效果提升。侧面约束系统设计★侧面约束系统零部件性能设计☆侧气帘设计•布置；•体积；•气体发生器大小；•TTF；•排气孔位置；•气袋特性等。☆侧气帘主要是保护柱撞中乘员头部侧气帘布置要求保护范围确定CAB刚度要求10m/s球型冲击器CAB254±3mm的刚性柱侧面约束系统设计★侧面MDB50和POLE29伤害值对比☆相比变形壁障碰撞，柱撞对头部和胸部保护提出了更为严格的要求。侧面约束系统设计★侧面约束系统零部件性能设计☆座椅设计•座椅设计主要考虑座椅靠背骨架的强度，确保碰撞过程中假人背板力不扣分。座椅估计及和侧碰假人的相对位置关系侧面约束系统设计★侧面约束系统零部件性能设计☆髋部推动块设计•车门内饰和髋部有足够的接触面积；•根据实际的保护效果可以对吸能块的形状及刚度进行优化。车门内饰和髋部接触部位有足够的接触面积车门内饰和髋部接触面积不足假人髋部位置髋部推动块优化髋部推动块实物侧面约束系统设计★侧面约束系统零部件性能设计☆内饰优化•碰撞后不能产生锐边。受力破裂位置对储物盒上端破裂处添加加强筋以增强其抗冲击能力车门内饰优化方案优化前后车门内饰变形对比侧面约束系统设计★侧面碰撞假人及碰撞测量通道☆C-NCAP、Euro-NCAP等ES-2假人碰撞测量通道SIDIIS假人_C-NCAP侧面约束系统设计★侧面乘员保护性能评价☆C-NCAP（MDB50）、Euro-NCAP（MDB50、POLE）性能评价方法项目考核点高指标限值低指标限值分值ES-S假人头部HIC3665010004~03ms合成加速度72g88g罚分项(Euro-NCAP)如果配备侧面安全气囊和气帘未完全展开或存在被认为不能够提供保护的情况-1胸部压缩变形量22mm42mm4~0粘性指数(VC)0.32m/s1.0m/s罚分项(C-NCAP&Euro-NCAP)背板力Fy1.0KN4.0KN-2~0T12Fy1.5KN2.0KN-2~0T12Mx150Nm200Nm-2~0侧面约束系统设计项目考核点高指标限值低指标限值分值ES-2假人腹部腹部力1.0KN2.5KN4~0罚分项(Euro-NCAP)如果配备侧面安全气囊但气囊未完全展开或存在被认为不能够提供保护的情况-1髋部耻骨力3.0KN6.0KN4~0罚分项(Euro-NCAP)如果配备侧面安全气囊但气囊未完全展开或存在被认为不能够提供保护的情况-1SID-IIS假人(C-NCAP)头部HIC155007001~0髋部骨盆合力3.5KN5.5KN1~0总体罚分项(C-NCAP)对于两侧的每一个车门，若在碰撞过程中开启，则分别减去1分总体罚分最高限定为4分对于前排驾驶员侧及第二排假人所放置位置的安全带，若在试验过程中失效，则分别减去1分碰撞试验后，若燃油供给系统存在液体连续泄漏且在碰撞后前5分钟平均泄漏速率超过30g/min，则减去2分总体罚分项(Euro-NCAP)碰撞过程中没开启一个车门（包含车身所有的门）扣一分；碰撞后非碰撞侧车门可以打开，碰撞侧车门不能打开。扣分无上限★侧面乘员保护性能评价★序言★侧面碰撞理论★侧面结构安全设计★侧面约束系统设计★展望展望现在的壁障AE-MDB★展望☆GB在2009年公布了“汽车侧面柱碰撞的乘员保护”的草案；☆Euro-NCAP侧面碰撞评价体系更新（2015年开始实施）。展望★展望壁障刚性柱@75o试验速度32km/h假人WS-50MTHANKS