1、同济大学汽车学院硕士学位论文轿车40%ODB正面碰撞仿真分析姓名：伍腾飞申请学位级别：硕士专业：车辆工程指导教师：陈昌明20090301摘要摘要汽车发展到今天，已经不仅仅是最初作为代步的工具，而是现代文明的一种标志了。汽车的各项功能逐步完善，设计也更加人性化。在实用性和舒适性达到一定程度以后，安全、节能、环保等方面也越来越受到人们的重视。随着汽车性能以及道路交通条件的改变，汽车行驶的速度也越来越高。随之而来的交通事故发生的概率也越来越大。每年发生的各类交通事故，不但造成了巨大的经济损失，更给人的生命安全带来了极大的威胁。所以，各个国家和汽车企业以及科研院校都开展了汽车安全性方面的研究。本文主要
2、介绍的是汽车的被动安全性。采用的是计算机仿真的方法。相比于实车碰撞试验，计算机仿真具有时间周期短、费用小、可重复性好等特点。本文进行的是轿车40ODB正面碰撞的仿真分析。采用动态显式非线性有限元技术，利用Hypermesh、ANSA、LSDYNA等有限元软件进行建模、计算。本文所进行的仿真分析车辆40ODB正面碰撞是依照欧洲NCAP中关于正面碰撞的规定对车辆进行仿真计算。将计算的结果与试验结果进行对比，以验证仿真模型的j下确性。对比的方面包括车辆在碰撞过程中整体状态的变化，车辆在碰撞完成后的变形以及车辆左侧B柱加速度等方面。通过对比，证明模型是正确可用的。然后将对仿真中车辆表现出来的安全性能存
3、在问题的部位进行结构以及材料上的优化。通过对优化前后B柱加速度、碰撞总体能量、纵梁变形情况、门框变形情况以及前围板变形情况等几方面结果的分析可以发现，优化之后的车辆碰撞安全性有了一定的提高，验证了优化方案是可行的。这也为今后车辆被动安全性分析中的偏置碰撞分析提供一些参考。关键词：40ODB，有限元，仿真，优化。AbstractABSTRACTAutomobile is not just a means of transport but the symbol of modem civilizationThe functions are more and more consummate and t
4、he design is more and morehumanizeSafety,energy-saving and environmental protection is getting more andmore attention after practicability and comfort have achieved a certain degreeTheautomobile velocity is higher and higher along with improvement of automobileperformance and traffic condition which
5、 caused the high probability of trafficaccidentVarious traffic accidents not only cause enormous economic losses but alsobring great threat to the safety of peopleSo many corporations，universities andinstitudes have researches at automobile safety fieldThis paper is mainly about passivity safety of
6、automobile by computer simulationwhich has the characteristic of shorter periods，smaller expenses and good repeatationcompared with impact test using real carImpact form of this paper is 40ODB，using Dynamic Explicit Nonlinear Finite Element technic，modeled and calculatedwith Hypermesh，ANSA，LS-DYNA a
7、nd etcThe simulation analysis of this paper is base on the front impact regulation of EuroNCAPComparing calculational result with test result to validate the correctness ofsimulation modelThe comparison includes the whole state transformation during carimpacting，the distortion and B pillar accelerat
8、ion of the Car after impactViacomparison，it can prove the model is correct and usableThen optimize the partswhich existed issue of safety after impactWe can find that the impact safety of theCar has improved by comparison of the B pillar acceleration，impact energy,side raildistortion，doorframe disto
9、rtion and firewall distortion which validate the optimizeproject is feasibleIt also Can provide some reference for vehicle passivity safety ofoffset impact in the futureKey words：40ODB，FE，Simulation，OptimizeII同济大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发
10、表或者没有公开发表的作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：年 月 日学位论文版权使用授权书本人完全了解同济大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的EN届IJ本和电子版本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版；在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内
11、容用于学术活动。学位论文作者签名：年 月 日经指导教师同意，本学位论文属于保密，在 年解密后适用本授权书指导教师签名： 学位论文作者签名：年 月 日 年 月 日第一章绪论第一章 绪论11 课题研究的背景和意义当今世界，汽车作为一种交通工具，已经成为人们生活中不可或缺的一部分，扮演着越来越重要的角色。它的出现，极大的方便了人们的出行，使得以前遥不可及的地方变得触手可及。到了今天，汽车不仅作为一种交通工具而存在，它已经成为了人们生活的一部分，成为了现代文明的标志之一。汽车安全与节能和环保问题已经成为汽车工程领域三大具有重要社会、经济意义的研究热点，并且得到了有关政府部门的高度重视。随着汽车性能的不
12、断提高，道路条件的不断改善，车速也越来越高，同时汽车保有量也急剧增加。汽车碰撞事故也就越来越多，越来越严重。这不但造成了巨大的财产损失，更给人们的生命安全造成了极大威胁。汽车安全也越来越受到人们的重视。各国政府相继颁布了各自的汽车安全法规和标准。目前，国际上实车碰撞安全法规主要有美国的FMVSS和欧盟的ECE两大体系，其他国家的技术法规大多是参照上述两个法规体系制定的【2J。我国于1999年10月颁布了汽车被动安全性法规关于J下面碰撞乘员保护的设计规则(CMVDR294)【3】。2003年11月，我国参照欧洲ECE R94法规制定的国家强制性标准乘用车正面碰撞的乘员保护(GBll55l一200
13、3)【4】正式颁布。2006年1月，我国颁布了汽车侧面碰撞乘员保护(GB20071-2006)【5】和乘用车后碰撞燃油系统安全要求(GB20072-2006)【6】两项强制性保准，并在2006年7月l同起强制实施。2007年4月，我国颁布了乘用车正面偏置碰撞的乘员保护(GB厂r209132007)【7】，并于2007年12月l同起实施。随着我国加入WTO，在我国市场上销售的车型都要通过标准认证。企业生产的汽车必须符合相关标准才能上市销售。在计算机仿真技术运用到汽车被动安全性研究之前，汽车产品的开发设计只能依靠传统的手段通过实车碰撞来分析评价汽车的安全性，随着计算机仿真技术的不断成熟，计算机碰撞
14、仿真已广泛应用于汽车碰撞安全性的研究中。进行汽车碰撞仿真研究具有以下几个重要意义：第一章绪论(1)费用低廉。计算机仿真不进行实车的破坏性试验，也不需要试验设备，因此可以节省大量的人力、物力、财力；(2)周期较短。CADCAM的具体运用，使得虚拟样机的概念逐渐被产品开发人员所接受。使产品在设计、开发阶段就可预测其品质和性能，避免不必要的设计失误并替代部分试验，因此开发周期必然缩短；(3)可重复性好。试验过程易受随机因素影响，因此在研究不同系统参数对安全性的影响时，不易得到明确的结果。而仿真依赖于计算机硬件，大多仿真软件均为参数化设计，可以轻而易举的得到参数改变后的仿真结果，但同时应该指出，任何仿
15、真结果的准确性都必须经过试验来验证峭，J。12 国内外研究现状、发展动态国外最早丌展汽车碰撞研究的是美国，对这一问题的研究已进行了将近一个世纪。30年代即丌始采用简单的实车碰撞试验，50年代之后发展了台车模拟碰撞试验，80年代以后发展了基于碰撞有限元理论的计算机仿真技术11UJ。早期的汽车被动安全性研究几乎都是依靠进行整车及部件碰撞试验完成的。国外对整车碰撞的计算机研究始于上世纪六十年代，但一直受限于计算机硬件技术和算法理论的发展。真J下的突破始于1986年LS-DYNA首次成功地模拟了整车大变形。从此之后，基于动态显式非线性有限元技术的计算机仿真方法在国外开始得到了广泛应用。他们的研究主要集
16、中在100正面碰撞的计算机模拟；30$fl 40偏碰撞的计算机模拟，其障碍物可为刚性墙或可变形体；汽车侧碰的计算机模拟等几方面【11141。也取得了很多成果。例如：PickettAK等人利用反复数值模拟的方法对客车碰撞性能进行优化改进【l孓17】；LCastejon等人对汽车碰撞吸能结构进行优化设训18。20】；Albert对碰撞能量最优分配原则进行了研究【2122】；MichaelSVarat对汽车追尾碰撞进行了研列23】；日本丰田公司应用计算机仿真技术，开发出安全114工4-白月匕E,优越的车身【241。目前，除了LSDYNA25,26外，还有PAMCRASH27j，MADYMO2s等碰撞
17、软件。在汽车被动安全性能评价方法方面，分为法规和NCAP两种评价方式。主要内容有正面碰撞、侧面碰撞、追尾碰撞、汽车翻滚、行人保护及车内儿童保护等。其中，汽车翻滚试验只有美国有，但是美国没有关于行人保护方面的试验。各国有各自相应的汽车碰撞法规，主要有美国的FMVSS和欧盟的ECE两2第一章绪论大体系。同本和澳大利亚的碰撞法规是在参考美国和欧盟的基础上制定和实施的。到目前为止还没有一个符合全球标准的法规，全球统一法规的制定也是一个发展方向29，301。安全法规从乘员保护的角度提出了整车被动安全性能的评价方法，设计人员可以从车身结构安全性能与乘员伤害之间的关系来指导车身的设计。以车身碰撞性能为研究基
18、础，综合考虑车身结构的安全性和乘员保护，建立车身结构碰撞性能和乘员伤害之间的关系，通过改变车身结构达到乘员保护的目的，是被动安全性能评价方法研究的方向【3l】。NCAP是一个行业性组织，是由政府、保险公司、消费者组织、汽车俱乐部或杂志社等机构共同制定的汽车碰撞安全性评价体系，不是政府强制性试验。安全法规的试验只能给出该车是否合格的简单评论，而NCAP则根据车内乘员伤害程度来给出车辆的安全等级，并且NCAP规定的实车碰撞车速往往比安全法规规定的车速高。NCAP直接面向消费者公布试验结果，指导消费者怎样从市场上购买安全的汽车，因此得到汽车行业和消费者的广泛认同【32弓4|。中国在汽车被动安全性研究
19、领域的研究起步较晚，但是发展较快。清华大学于1991年最早建立了台车试验台，随后，中国汽车研究中心、东风汽车研究院、一汽汽车研究院、湖南大学以及上海机动车检验中心等都先后建立了实车碰撞试验场【”】。奇瑞汽车的碰撞试验室目前也在建设之中。汽车安全性能的法规和强制性标准一直都是我国碰撞研究的主要推动力量，在CMVDR294颁布之后，汽车J下面碰撞安全性成为我国高校、科研机构和汽车生产商的一个研究热点。经过几年的研究，我国汽车J下面碰撞安全性能得到了很大的提高，汽车正面碰撞性能和正面碰撞乘员保护系统技术也日益成熟。在计算机仿真研究方面，1997年，裘新等人利用汽车碰撞力学的分析方法对八十年代生产的某
20、轻型车的纵向碰撞响应进行了研刭361。1998年，贾宏波等人对红旗轿车车身的纵向碰撞安全性进行了研究，为该轿车J下面碰撞安全性设计提供了有价值的指导【3 71。在对数值分析计算方法的研究中，湖南大学的钟志华教授创立了接触搜寻新的算法一级域法【I】。同时，各科研机构和高等院校在汽车安全性和碰撞仿真领域开展了全方位的研究。13本论文的主要内容由于40ODB正面碰撞更接近现实中的交通事故类型，国内对于40ODB3第一章绪论正面碰撞越来越重视，并已于2007年4月颁布了乘用车正面偏置碰撞的乘员保护(GBT209132007)，CNCAP也将其列入评分项目。本论文将以理论分析与计算机仿真及试验分析相结合
21、的方法，对汽车40ODB iT面碰撞安全性仿真技术进行深入的研究。主要集中在以下几个方面：介绍汽车被动安全性理论的研究内容及研究方法，指出当前的研究重点及未来的发展趋势；综合比较各国的汽车正面碰撞标准、法规，介绍汽车正面碰撞的评价方法和指标；采用计算机仿真方法，对实际设计车型进行整车建模，并运用LSDYNA有限元分析软件对整车进行40ODB正面碰撞(依照EuroNCAP中关于正面碰撞的规定进行)的仿真；分析碰撞结果；根据碰撞结果，对影响汽车正面安全性的关键部位，如纵梁、A柱、门槛梁等部件进行优化，使车身结构更安全。4第二章汽车被动安全性分析第二章汽车被动安全性分析21 汽车碰撞安全性概述1,3
22、1,32,38-41】随着时代的发展，汽车保有量的增大，汽车已经成为人们同常生活的一部分。道路条件的改善，汽车动力性能的改善，直接导致了汽车行驶速度的提高，进而导致了发生交通事故的风险，以及发生事故后给车辆以及人生安全造成更大的破坏。随着人们对生命安全的日益重视，汽车安全也被人们日益重视起来。19f馨与202,r锯垒i袈羧瘸娩孝璺f 1)AI，V、3掰；d-六膨黝殇勺耱膨诼溪一1990毫摩j页三砭了笨疾瘸或伤寄 痪躺或伤鬻下呼吸遵感染疆泻瘸围产期痰髑抑有瑟症蕾突血性厶翻匿舞驽脑血管痰瘸结牵亥瘸8 麻疹i9 i麓路交避伤害l10 先天性畸开；l蕾夹窿&性，厶磁量瘸2 誓印鸯B痤l 3 邀路交逊伤
23、整I4 脑血篱疾瘸5678910慢性阻黧性肺瘸下呼吸i夔感染结手亥瘸战争腹泻瘸翟窭麴煎艄攀避图21全球疾病负担图汽车安全性通常可分为主动安全性和被动安全性两大类。主动安全性是指在交通事故发生之前采取安全性措施，尽可能的避免交通事故发生的性能。汽车主动安全对策主要涉及汽车的制动性、动力性、操纵稳定性、驾驶舒适性、信息性等方面。包括防抱死制动系统、驱动防滑系统、横摆控制系统、车距报警系统、驾驶辅助预警系统、安全导航系统后视镜、高位制动灯等汽车主动安全装置。被动安全性是指在发生不可避免的交通事故后，利用对车辆结构的设计以及被动安全性装置，尽可能的减少驾驶员和车上乘员以及车外行人受到伤害的程度。被动安
24、全性研究的主要内容就是如何合理的进行车身结构安全性设计和51234567第二章汽下被动安全性分析乘员约束系统设计，利用车身结构件的变形I吸收能量以减少对乘员的冲击，同时利用乘员约束系统给予乘员最大限度的保护以及在事故发生后利用救护装置尽可能快的展丌对伤员的救助工作。包括安全车身、安全带、安全气囊、吸能式转向柱、座椅及头枕、防止碰撞后燃油泄漏装置、紧急门锁释放装置、自动灭火装置和事故自动报警系统等。通俗地讲，主动安全性就是要使汽车在行驶时“有惊无险“：而被动安全性则要做到汽车发生事故时“车毁人不亡”。由于汽车被动安全性总是与广义的汽车碰撞事故联系在一起，故又称为“汽车碰撞安全性”。对应于汽车的主
25、动安全性和被动安全性，汽车安全性研究也分为主动安全性研究和被动安全性研究。总的来说汽车被动安全性研究内容包括车身结构的耐撞性研究、人体碰撞生物力学研究、乘员约束系统、汽车内饰的开发研究及碰撞后伤害减轻及救护技术研究等。(1)车身结构的耐撞性研究主要研究汽车特别是轿车车身在碰撞过程中对碰撞能量的I吸收特性，增强车身结构耐撞性。在碰撞过程中，要让乘员舱的变形尽量小，保证乘员的空间。要让发动机舱有大的变形，以更多的吸收在碰撞中产生的能量。从而使传递给车内乘员的碰撞能量降低到最小。目前，车身结构的耐撞性研究通常采用实车碰撞和计算机仿真相结合的方法。(2)人体碰撞生物力学研究主要研究人体在不同形式的碰撞
26、中的伤害机理、人体各部位的伤害极限、人体各部位对碰撞载荷的机械响应特性以及碰撞假人的研究。通过将假人置于车内进行实车碰撞试验或者利用计算机进行仿真，来得到人体在碰撞过程中的响应，通过分析人体响应，来得到车辆的耐撞性能，从而改进车辆的耐撞性，设计出更安全的车。(3)乘员约束系统研究及安全内饰件研究乘员约束系统的研究目的是尽量避免人体与车身内饰件发生二次碰撞，内饰件的研究则是使人体与之发生二次碰撞时，对人体造成的伤害尽量小。安全带是乘员保护系统中最早采用的装备，其设计宗旨是在车辆发生碰撞及翻滚时约束人体相对车辆的运动。能够在很大程度上防止人体与车身内饰件的猛烈接触以及乘员甩出车外，对保护乘员能起到
27、显著效果。安全气囊是另一种常见的乘员保护设备，它与安全带的合理匹配可对乘员进行有效的保护。在可能致命6第二章汽车被动安全性分析的车祸中，“安全带+气囊”的保护方式可以在危急关头挽救约46的生命：而在未装备安全气囊的车上使用安全带，有效保护率为41：而不使用安全带仅依靠安全气囊的情况下，这一比例则下降到20左右。安全座椅、吸能式转向柱、软化的内饰件等对于缓冲二次碰撞以减少对人体的冲击具有重要作用。安全座椅特别是安全头枕能够在碰撞中对头颈部保护起到很大的作用，吸能式转向柱对于在碰撞中减少胸部的伤害有一定作用。(4)碰撞后伤害减轻及救护技术研究碰撞后伤害减轻及救护技术的研究是汽车碰撞安全的另一个重要
28、方面。防止碰撞后燃油箱泄露装置可防止碰后燃油的泄露，以防止汽车起火爆炸。紧急门锁释放装置当汽车发生碰撞后，为使驾乘者容易从被撞车辆中出来，车门应能容易被打开。紧急门锁释放装置的功能是，当碰撞传感器确认己发生碰撞时，系统将立即自动地释放门锁。事故自动报警系统是一种全新的汽车安全系统，它与智能汽车交通系统和全球卫星自动定位系统相配合，一旦汽车发生事故，将自动向有关安全管理部门和医疗急救部门报警，提供事故汽车所在位置、车上乘员数量、事故严重程度等信息，并能保持联络，使事故车辆中的人员得到及时救护。22 国内外汽车正面碰撞安全性评价方法221 概述现今汽车被动安全性评价方法主要有法规和NCAP两类。法
29、规由政府相关部门制定和实施，是汽车被动安全性的最低要求，所有车型必须满足法规的要求才能上市销售。主要法规体系有美国联邦机动车安全标准(FMVSS)和欧洲经济委员会标准(ECE)两大类，其他国家的汽车碰撞法规大多是参照上述两个体系制定的。NCAP是New Car Assessment Program的缩写，意思是新车评价规程，一般由政府或具有权威性的组织机构，按照比国家法规更严格的方法对在市场上销售的车型进行碰撞安全性能测试、评分和划分星级，向社会公开评价结果【11。美国采用自愿认证结合强制召回的方式管理汽车安全性。企业自愿认证产品的安全性能，但当发生产品质量不合格的时候，政府将强制企业召回不合
30、格7第二章汽下被动安全性分析产品。这样做在某种程度上鼓励了企业的创新。欧洲则采用强制认证结合自愿召回的方式管理汽车安全性。这样可以注重经济性，将有缺陷的产品消除在车型认证的过程中301。汽车生产企业将依据政府的相关法规，并结合NCAP的评价来生产更安全、更具市场竞争力的汽车。这在一定程度上推动了汽车安全性的发展。222汽车正面碰撞安全法规I,4,7,42,43】从18世纪汽车发明以来，就随之产生了汽车安全问题。为提高汽车的安全性，各国相继推出了相应的安全法规。1966年8月31日，美国通过了国家交通和汽车安全法，同时规定1968年以后的车型开始实施安全法。由美国国家公路交通安全局(NHTSA)
31、负责制定和推行。在1966年9月28日首先实旋了17项规定，不久又增加了9项，这些规定是美国联邦机动车安全法规的前身。为了进一步提高汽车的碰撞安全性，从1973年8月15日起美国决定在全部车辆上实施被动式乘员保护装置，推广使用安全带并使其法制化。1977年6月公布了修正案，FMVSS208标准最终定了下来。直到1996年12月31日，FMVSS(Federal Motor Vehicle Safe Standard)系列法规制定和实施的标准项目共有54项，其中包括防止事故发生的标准29项(100系列)；减轻碰撞事故发生时对乘员的损伤标准21项(200系列)；以及发生事故后的防护标准4项(300
32、系列)。包括前碰撞，侧面碰撞，后碰撞以及车辆翻滚等等。第二次世界大战以后，欧洲各国为了消除贸易障碍，大力推行法规的国际化。欧洲经济委员会于1958年制定了统一的法规一ECE(Economic Commission forEurope Regulations)。从1960年颁布的ECE R1、ECE R2法规丌始，到1996年J下式颁布实施的ECE法规有99项，涉及汽车的安全、环保及节能等领域。其中，关于汽车安全方面的法规占8l项，这当中，主动安全法规55项，被动安全法规26项。除了规定车辆正面碰撞、侧面碰撞、翻车时车身强度及碰撞时防止火灾等要求外，ECE法规还非常重视灯光和信号装置的安全性。日
33、本早在1951年就根据道路运输车辆法制定了道路车辆安全标准。随着汽车工业的发展，又充分吸收了FMVSS法规和ECE法规的优点，再结合自身的特点形成了比较健全的日本道路车辆安全标准体系TRIAS(Traffic Saltyand Nuisance Research InstituteS Automobile Type Approval Test Standards)。由于日8第二章汽车被动安全性分析本国土狭窄，所以法规特别重视汽车与行人及摩托车之间的碰撞，对汽车外部突出物等的规定特别详细。到1995年底，同本道路车辆安全标准包含车辆构造、装置标准共95条，其中安全标准68条；试验方法标准88条，
34、其中安全标准76条。我国的汽车标准主要有国家标准(GB)和中国汽车技术法规体系(CMVDRChina Motor Vehicle Design Rule)两种。涉及到汽车安全和排放的检验项目在GB和CMVDR中都会存在，但其中相同的项目在技术上的要求是一致的。我国于1999年10月由原国家机械工业局颁布了第一项汽车被动安全性法规关于正面碰撞乘员保护的设计规则CMVDR294。2003年11月，我国参照欧洲ECE R94法规制定的国家强制性标准GBl 15512003乘用车J下面碰撞的乘员保护正式颁布。2006年1月，我国颁布了汽车侧面碰撞乘员保护和乘用车后碰撞燃油系统安全要求两项强制性标准GB
35、200712006、GB200722006，并在2006年7月l同起强制实施。2007年4月，我国颁布了乘用车J下面偏置碰撞的乘员保护(GBT209132007)，并于2007年12月1日起实施。正面碰撞法规比较：表21是各国正面碰撞法规对比。由表21可以看出，从碰撞的角度看，有Oo和正负300两种。从壁障的类型来看，有100RB(刚性壁障)和40ODB(可变形壁障)两种。100RB碰撞时，车身前端全部参与碰撞，此时车体刚度较大，碰撞过程中车体冲击加速度峰值最大，车体变形较小。这样的后果就是乘员在巨大的冲击惯性力作用下，乘员头部、胸部的伤势较严重，往往造成死亡。此时，降低乘员的冲击惯性力就成了
36、降低乘员伤害的有效方法。而乘员约束系统的运用，通过安全带、安全气囊的合理匹配就可以有效地控制乘员动能的耗散，减小冲击惯性力，从而减小乘员伤害指标。所以100RB主要评价的是乘员约束系统的好坏。相对于100RB，40ODB碰撞时车辆前端只有-N参与碰撞中能量吸收，此时车身变形大。由于这种情况下车体刚度大约只有100RB碰撞的一半，所以碰撞中车体冲击加速度峰值较小，由于冲击惯性造成的乘员伤害较小，但是严重的乘员室侵入会造成乘员伤亡。此时，车身的变形对于乘员伤害有着直接的影响。通过安全车身的合理设计可以有效地控制乘员室侵入量，从而也就控制了乘员的伤害。所以40ODB主要评价的是安全车身。9第二章汽车
37、被动安全性分析表2I各国正面碰撞法规对比一目法规号 FMVSS208(荚I目) ECE R94(魄盟)轿1、#川逢乘刚适川范铜 乍、载货汽乍、喜碰撞形式 感 画篓 画妻 圃|隧瓣四l碰撞角度 0。或30。“角试验述度 56kn仙类型 lIybrldlllI&年男阽 H、bfidllI成年男性 HybridII成年舛性 Hybridlll他年男似人性f 50)忙置 H0排两个 前排两个，7；驶员 前排阳个 前排撕个垮肝排、鞋障形式 刚性鼙障 可变形啦障 刚性犁障 r，变形举障祭蔷质颦+行李质 整齐质t+似人试验一 质l 牡备质昔+假人 船符厩t十假量+似人 +36kg(删试系绒)保证H点调整J常
38、 保址H点胡桃止常 懈lt H点调粘正庠椅 位置 中司位置 驾驶仃置 驾驶ft置 常。；驶位置l靠背 酲计标准位置 畦计标畦竹置 设计标准位置 汁标准位置门窗状态 荚j但不锁lF 天刚但小锁】 天州但小锁r 咒例但不锁m变进器档位 处丁空档 处r守档 处丁辛梢 处丁空梢制造厂规定的|J1)：簧 制造厂规定的竹茕 制遗J规定的伸转向赫 中间位置或I|J问仲置 或中间位置 置业中间仲置安全带 佩蕺与小配藏哺种 佩戴 佩戴 佩戴制动 驻下制动松开 驻节制动松开 驻4-制动松开 驻1 r制动挫丌伤 头部 HPC51000 HPCIl000 HPC!1000 IIPC!1000害 胸部指 压缩 THCC
39、96 25 rnm TIICC50mm TIICC95mm T11CC50mm标 城第二章汽乍被动安全性分析(续)中国法规号 FMVSS208(美国)ECE R94(欧盟)GBll55 12003 GB厂r209 1 32007伤 胸部 a3，w_609 a3，m609 a3，船_609 a3，”_609害 口3w指 人腿轴向 FPC_l 0KN FPCS9lN FPCSl 0KN FPC夕KN标 压力试验时假人不被甩 在试验中，车门不 在试验中，车门不 在试验中，车门不山车外 得开启，前门锁I卜 得开启，前门锁I卜 得开启，前门锁止系统不得发生锁 系统不得发生锁 系统不得发生锁J卜。试验后，
40、不使 I卜。试验后，不使 止。试验后，不使刚J：具，戍能打开 用l：具，府能打开 用【：具，廊能打开其车门。打开假人约 车门。打开假人约 车门。打开假人约束系统时施加在松 束系统时施加在松 束系统时施加在他脱装置上的力不超 脱装置上的力不超 松脱装置上的力过60N的压力。能 过60N的压力。能 不超过60N的压性够从乍中完女f取山 够从车中完好取出 力。能够从车中完假人。在碰撞中， 假人。在碰撞中， 好取出假人。在碰能燃油供给系统不允 燃油供给系统不允 撞中，燃油供给系许发生泄漏，碰撞 许发生泄漏，碰撞 统不允许发生泄要 后，前5min平均泄 后，前5min平均泄 漏，碰撞后，前漏速率不得超过
41、 漏速率不得超过 5min平均泄漏速求309min。碰撞后转 309min。 率不得超过30向管柱后移鼙不超 gmin。碰撞后转过80mm，上移鼙不 向管柱后移量不超过100mm。 超过80mm，上移量不超过100mm。由于中国的J下面碰撞法规是参考ECE R94制定的，所以内容除了碰撞形式和壁障类型外，其余基本一致。在假人方面，都是采用50HybridIII成年男性假人；欧盟用的是三个，中国和美国则是两个。值得一提的是，在安全带佩戴方面，只有美国是考虑佩戴安全带和不配戴安全带两种形式，中国和欧盟则只考虑佩戴安全带这一种方式。在假人伤害指标方面，欧盟只考虑了头部HPC，胸部压缩量和大腿力，而中
42、国和美国则除此之外还考虑了胸部三毫秒加速度值。在考查的重点方面，美国更加注重对乘员约束系统的考查，而欧盟更加注重的是车身的抗撞强度，中国则兼顾了两个方面。第二章汽车被动安全性分析我们可以看到，目前各国的J下碰法规还没有在各个方面达到一致。为了各国法规尽量达成一致，各国都还有很多要改进的地方。与其它地区类似，美国的车辆设计也需要考虑偏置测试。美国应该取消斜置壁障碰撞测试。欧盟可以增加100RB。等等。223新车评价规程一NCAP4446】NCAP最早是在美国丌展，并且已经在欧洲、日本等国家实施多年。由于各国在法规体系、道路交通事故统计和车辆状况等方面存在的差异，所以各国NCAP在组织方式、试验规
43、程和评分方法上都有明显不同。US NCAP(美国)一由美国国家高速公路交通安全管理局(NHTSA)实施。正面碰撞为全重叠率刚性壁障碰撞(56kmh)，侧面碰撞为与和移动壁障前进方向成270斜角的侧面碰撞(62kmh)，分别基于法规FMVSS208和FMVS$214。USNCAP试验只根据试验中假人的伤害值来计算人体受伤害的风险程度，并据此将被撞车辆分为从一颗星到五颗星五个等级。试验结果发布在(Buying a SaferCar)和internet上(wwwnhtsadotgovncap)。Euro NCAP(欧盟)一最初由在英国交通部的TRL(Transport ResearchLaborat
44、ory)和VSC(Vehicle Safety Consultants Ltd)实施。根据EC指令9679EC进行速度为64kmh的正面偏置碰撞试验，根据EC指令2796EC进行速度为50kmh的侧面碰撞试验和根据EEVC的试验程序进行行人保护试验。对于装备了侧面头部保护系统的车辆，还可以按照意愿进行侧面撞柱试验。对试验结果的评价除了考虑假人伤害值外，还包括一些主观的评价。通常将试验后假人的伤害程度利用一风险函数和伤害概率准则转化为一个分值。对J下面和侧面碰撞，最高分值均为16分，如果进行了侧面柱碰，总分数最多还可以加2分。试验后假人所得的分值通过五种颜色向公众公开(绿色为最好、红色为最差)。
45、对被试验车辆的综合评估最高可达五星。行人保护是分开评估的，最高为四星。EuroNCAP的试验结果分阶段向媒体公开，然后由在欧洲的一些汽车和消费者保护杂志发布。Euro NCAP的官方合作杂志是英国的、hat Car?，试验结果也可以在Euro NCAP主页找到(wwweuroncapcom)。JNCAP(R本)由MLIT和OSA联合制定。包括55kmh的全重叠率刚性壁障碰撞试验和64kmh的正面偏置变形壁障碰撞试验和55kmh的侧面碰撞12第二章汽车被动安全性分析试验。相应试验中假人的伤害值根据伤害概率转化为分值，并根据伤害出现的频率来加权。在正面全重叠率或偏置碰撞中，计算得到的分值通过方向盘
46、和制动踏板的位移来修正，以便得到假人的变形。考虑到碰撞类型出现的频率，全重叠率正碰、偏置和侧面碰撞被平均加权。试验的最终结果以星型标志表示，分为6个等级(驾驶员侧和前捧乘员侧分别表示)。最终试验结果发布在NewCarAssessment Japan)和internet上(wwwos“godp)。C-NCAP(中国)一2006年，中国汽车技术研究中心(CATARC)推出了CNCAP评价。C-NCAP针对中国市场上销售的汽车进行评价，主要有车辆以50kmh的速度与刚性固定壁障100重叠率的讵面碰撞、以56kmh的速度对可变形壁障40重叠率的正面偏置碰撞、町变形移动壁障以50kmh的速度与车辆的侧面
47、碰撞等三种碰撞试验，根据试验数据计算各项试验得分和总分，由总分多少确定星级。最高得分为51分，星级最低为1星缄，最高为5+。最终试验结果发布在(wwwc-ilcaporg)网站和世界汽车(月刊)上。(注：参考朱西产教授的汽车碰撞安全性评价体系的现状及发展趋势)。表22是各国NCAP中关于正面碰撞规定的对比情况。由表22可以看出，各国的NCAP中关于正面碰撞的规定各不相同。在壁障形式上，美国采用0。或300左右角的剐性壁障：欧洲采用可变形壁障；而中国则同时采用可变形壁障和刚性壁障。在碰撞速度以及假人安放等各方面也不相同。具体要求见表2 2。表22各国NCAP中关于正面碰撞的规定对比轿下、多HJ近
48、乘川适川范鬲1，载货汽午、吝午40ODB匾】川碰_!叠形式 -1 画q 剜 画一囤| 碰撞角度 O。或30。矗矗角 0。 0。第二章汽车被动安全性分析(续)名称 USNCAP Euro NCAP CjNCAP试验速度 56kmh 64kmh 50kmh 56kmhHybridIII成年男性 HybridlII成年男性 两个HybridlII 两个HybridIII类型 50男性，一个 50男性，一个假人HybridIII 5女 HybridIII 5女(50) (50)性 性前排两个，驾驶员 前排男性，前排 前排男性，前排位置 前排两个座后排一个 乘客座后女性 乘客座后女性鼙障形式 刚性罐障
49、可变形鼙障 刚性壁障 可变形醇障空车质量+行李质量 整备空乍质量+假试验车质量 人+36kg(测试系 整备质量+假人 整备质量+假人+假人 统)位置 中间位置 保证H点凋整正常 中间位置 中间位置座椅 驾驶位置靠背 设计标准位置 设计标准位置 设计标准侮置 设计标准位置门窗状态 关闭但不锁止 关I=jJ但不锁止 关|=jJ但不锁I= 关闭但不锁I卜变速器档位 处于空档 处丁空档 处丁空档 处丁空档制造厂规定的位置转向盘 中间位置 中间位置 中间位置或中间位置安全带 佩戴 佩戴 佩戴 佩戴制动 驻车制动松开 驻下制动松开 驻乍制动松开 驻车制动松开NCAP和法规很大的一个不同点就是，法规规定的条款是汽车生产企业必须符合的，不然生产的车就不能上市销售，而NCAP只是给出了一个安全等级，让消费者对车辆的安全状况有一个直观了解。我们还可以发现
