三.汽车碰撞试验
碰撞试验是汽车设计人员了解碰撞过程、掌握有关碰撞的设计数据、改进汽车安全设计的重要手段。
1.计算机碰撞模拟
汽车结构组件的测试可在能量管理系统或汽车碰撞器上进行,在该系统中,汽车碰撞过程的速率是可以控制的。以缓慢速度进行的碰撞过程能够让汽车工程师深入了解汽车在碰撞过程是如何损坏的,以及在哪一部分发生了变形。利用这些信息就可开发出汽车前端、后端和侧部结构以及各个独立的结构部件的计算机模型。
而后,利用复杂的计算机程序将车辆结构有限元数学模型和车辆内部及测试假人结合起来。这样,该整车数学模型就可在计算机上进行模拟碰撞试验,以此研究在下面和侧面碰撞中车辆整体设计与测试假人间的相互影响。与真实碰撞试验相比,采用计算机模拟技术能够更快、更经济地发现汽车设计中的缺陷,进而改进汽车的设计。
2.障壁碰撞试验
因为真实碰撞试验能够暴露更多的问题,因此,尽管利用计算机模拟技术可对很多汽车设计缺陷进行改进,但它仍不能完全替代真实的碰撞试验。所以,世界各大汽车厂商都在计算机模拟碰撞试验对车辆进行改进的基础上,投入大量的财力进行障壁碰撞试验。如福特汽车公司仅在芝加哥的Dearborn障壁碰撞试验场就每年投入450辆车,为新车的开发进行碰撞试验。
汽车碰撞试验要在各种不同的条件下进行,利用假人和各种传感器装置收集碰撞数据,如以约50公里/小时的时速撞击固定障壁,对假人受伤情况、挡风玻璃破碎情况和燃油系统的完整性进行测试;用可移动障壁撞击汽车的尾部来收集相关数据等。
在汽车碰撞试验中,假人起着关键作用。为了准确掌握碰撞中各种乘员的受伤情况,各大汽车厂商都制造了各种型式和尺寸的假人,包括胖壮的的男性和纤小的女性以及六个月大的婴儿。例如,美国福特公司就在芝加哥Dearborn试验场使用了120个各种类型的假人。
碰撞试验用的假人身上都装备有各种传感器和导线,以收集传输试验数据。汽车工程师利用这些数据和汽车/假人高速摄影胶片对碰撞过程中假人的情况和车辆性能进行评估。正面碰撞用的试验假人用于测量身体关键部位,如头部、颈部、胸部、大腿/小腿和骨盆部的加速度和所受的力。侧面碰撞用的假人用于侧面碰撞柔顺性的测试,以及提供胸部和骨盆部加速度的测量数据。目前,各大汽车厂商还正在积极研制更为先进的假人技术,以便对真实碰撞试验进行更深入的研究。
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