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汽车碰撞假人研发流程探究

发布时间:2015-08-19 09:09

近几年,我国汽车产销量持续快速增长,2011年产销分别达到1,842万辆和1,851万辆,2012年产销分别达到1,927.18万辆和1,930.64万辆(注:数据来源于中国汽车工业协会),民用汽车保有量超过1亿辆,约占全球的10%。相对而言,2012年美国汽车销量1.449万辆,欧盟27国轻型车注册量同比下跌8.2%至1,205万辆。我国汽车产销市场如此庞大,相对而言,我国没有建立自己的汽车碰撞假人体系,所使用的假人均采用了欧盟和美国标准,这影响了我国汽车安全性能评估的准确性和科学性。本文对国外汽车安全领域的碰撞假人制度体系进行了初步研究,并提出了我国构建汽车碰撞假人制度体系的基本思路。

国外法律规范体系
(1)美国
美国于1960年开始开发汽车撞车假人,经过50多年的发展,美国已经研究开发出了一个试验假人家族。美国汽车碰撞假人法律规范体系由公路交通安全管理局(NHTSA)主导制定,大致分为三个层级。第一层级是在联邦法规层面规定用假人做实验的汽车碰撞安全标准,包括CFR 571.201《后碰撞乘客保护》、CFR 571.208《乘员碰撞保护》、CFR 571.213《儿童约束系统》、CFR 571.214《侧面碰撞保护》等;第二层级是规定碰撞假人类型和标定标准,包括CFR 572《拟人试验装置》;第三层级是碰撞假人的图纸标准,包括SA系列图纸标准等。
·CFR 571.201《后碰撞乘客保护》(Occupantprotection in interior impact):本标准规范了车辆被撞时对乘员安全保护的性能要求,适用于总重量不超过4,536公斤的乘用车、多功能乘用车、卡车和客车等。
·CFR 571.208《乘客碰撞保护》(OccupantCrash Protection):本标准规范了车辆碰撞时对乘员安全保护的性能要求,通过提高车辆耐撞性能以减少人员伤亡和减轻受伤程度。本标准适用于乘用车、多功能乘用车、卡车和客车等。
·CFR 571.213《儿童约束系统》(Child restraintsystems):本标准规定了在汽车和飞机上使用的儿童约束系统的要求,旨在减少汽车和飞机事故中的儿童伤亡。本标准适用于乘用车、多功能乘用车、卡车、客车和飞机等安装的儿童约束系统。
·CFR 571.214《侧面碰撞保护》(Side impactprotection):本标准规范了侧面碰撞时对乘员保护的性能要求,旨在减少人员伤亡和减轻受伤程度。本标准适用于总重量不超过4,536公斤(10,000磅)的乘用车、多功能乘用车、卡车和客车等,除了步入式货车外。
·CFR 572《拟人试验装置》(Anthropomorphictest devices):本法规描述了拟人试验装置的标定要求,用于机动车和机动车设备的安全标准符合性试验。CFR 572《拟人试验装置》一共规定了18种试验假人,分别应用于CFR 571.201《后碰撞成员保护》、CFR 571.208《乘员碰撞保护》、CFR 571.213《儿童约束系统》和CFR 571.214《侧面碰撞保护》四种碰撞试验。四种碰撞试验采用的假人类型见表1。
·假人设计图纸(SA及其他系列标准):假人设计图纸是假人生产最核心的技术指标,包括假人各部分的尺寸标准和质量、皮肤和骨骼密度等。假人的设计图纸存放在华盛顿地区的国家档案和记录管理局的图书馆里,同时,联合国秘书长办公室也有存档。
(2) 欧盟
欧洲各国积极开展汽车碰撞试验用假人的开发研究,欧盟法规规定的试验假人分别应用于ECE Rl6
《机动车成年乘员用安全带和约束系统》(Safetybelts,restraint systems, child restraint systems)、ECE-R44
《机动车儿童乘员约束系统》(Child Restraints)、ECE-R94《正面碰撞乘员保护》(Frontal Impact)、ECE-R95《侧面碰撞乘员保护》(Side Impact)、ECE/TRANS/180/Add.9《行人碰撞保护》(Pedestriansafety)上述五种碰撞试验。5种碰撞试验采用的假人类型见表2。
·ECE-Rl6机动车成年乘员用安全带和约束系统
(Safety-belts, restraint systems, child restraint systems):本法规适用于汽车安全带和约束系统的安装。
·ECE-R44机动车儿童乘员约束系统(ChildRestraints):本法规适用于安装在三个车轮以上机动车的儿童乘员用约束系统,但不适用于安装在折叠座椅或侧向座椅上的儿童约束系统。
· E C E - R 9 4 正 面 碰 撞 乘 员 保 护 ( F r o n t a lImpact):本法规适用于总质量不超过2.5吨的M1类机动车,制造商的其他车型也可参照。
· ECE-R95侧面碰撞乘员保护(Side Impact):本法规适用于其质量为基准质量时,最低座椅的R点与地面间的距离不超过700毫米的M1和N1类车辆。
·ECE/TRANS/180/Add.9行人碰撞保护(Pedestrian safety):本法规适用于车辆行人安全保护性能。
上述欧盟法规在规定车辆碰撞安全性能以外,在附件中对采用的假人也进行了详细的规定和描述。

我国的汽车碰撞假人制度
我国汽车碰撞假人规范体系主要体现为国家标准,一共规定了12种试验假人,均参照了国外标准,分别应用于乘用车正面碰撞的乘员保护(GB 11551-2003)、汽车侧面碰撞的乘员保护(GB 20071-2006)、机动车儿童乘员用约束系统(GB 27887-2011)、汽车对行人的碰撞保护(GB/T 24550-2009)上述4种碰撞试验。4种碰撞试验采用的假人类型见表3。
·《乘用车正面碰撞的乘员保护》(GB 11551-2003):本标准规定了车辆正面碰撞时前排外侧座椅乘员保护方面的技术要求和试验方法,适用于M1类车。
·《汽车侧面碰撞的乘员保护》(GB 20071-2006):本标准规定了汽车进行侧面碰撞的要求和试验程序,还对车辆型式的变更、三维H点装置、移动变形壁障及侧碰撞假人进行了规定,适用于其质量为基准质量时,最低座椅的R点与地面间的距离不超过700毫米的M1和N1类车辆。
·《机动车儿童乘员用约束系统》(GB 27887-2011):本标准规定了机动车儿童乘员用约束系统(以下简称儿童约束系统)的术语和定义,在车辆上的安装及固定要求,约束系统的结构,以及对约束系统总成及其组成部件的性能要求和试验方法,适用于安装在三个车轮以上机动车的儿童乘员用约束系统,但不适用于安装在折叠座椅或侧向座椅上的儿童约束系统。
·《汽车对行人的碰撞保护》(GB/T 24550-2009):本标准规定了汽车碰撞对行人保护方面的技术要求和试验方法,适用于最大设计总质量大于500千克的M1类汽车。

关于我国汽车碰撞假人的初步思考
(1)我国开展汽车碰撞假人研究的时机已经成熟。美国在上世纪60年代建立汽车安全和召回制度的同时,开始开发汽车碰撞假人,当时美国汽车年产量为1,000多万辆。近年来,我国汽车产销量大增,据预测,2013年中国汽车产量将达1,960万辆,与此同时,由汽车产品质量安全带来的各种负面问题日益突出。据公安部统计,2009年我国共发生道路交通事故238,351起,造成67,759人死亡,275,125人受伤,直接经济损失9.1亿元,其中部分道路交通事故由于汽车缺陷引发。我国现在每年近2,000万辆的汽车安全评估都是采用国外的碰撞假人。我国人体的身高、体重、骨骼等参数与欧美人有着明显的差异。因此,我国开展汽车碰撞假人研究是我国汽车行业和经济发展必然需求,也符合我国市场监管的需要。
(2)我国已经拥有开展汽车碰撞假人的技术基础。汽车碰撞假人是一项浩大的工程,涉及到海量基础数据的采集、加工、处理和假人的制造,乃至数字化假人的开发等。1980 年,我国成立了全国人类工效学标准化技术委员会,之后建立了人类工效学实验室,是目前国内规模最大的一个开放型的工效学综合实验研究基地,已初步形成了对体形、力量、运动、生理、感知以及交互行
为等人因问题的全方位的实验研究能力。同时,有些高校和研究机构都在开展相关方面的研究。我国如果能集中各方的研究优势,建立汽车碰撞假人的研究联盟,将具备足够的技术基础。
香港挂牌全篇之官网(3)构建我国汽车碰撞假人的制度框架。在研究我国汽车碰撞假人方面,应参照国外数据采集方法,采集我国人体参数,包括不同性别不同年龄阶段的人体尺寸大小和各部位主要的特征点、质量、惯量、密度等,创造一套我国汽车碰撞假人家族。在构建我国汽车碰撞假人制度方面,建议我国参照美国的立法经验,将假人相关标定、图纸规范统一融合一个标定标准和一套图纸规范。我国汽车碰撞假人规范体系构建思路如图1所示。


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