CN109506944B - 一种用于测试车辆正面对碰中攻击性的方法 - Google Patents

一种用于测试车辆正面对碰中攻击性的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种用于测试车辆正面对碰中攻击性的方法，包括MPDB试验台车的设置、碰撞及蜂窝铝变形量数字化处理、蜂窝铝变形数据处理、计算碰撞后蜂窝铝变形均匀性指标SDi、计算碰撞后蜂窝铝评估区域内能量吸收率E％及测试车辆正面对碰攻击性指数Q。本发明所述的一种用于测试车辆正面对碰中攻击性的方法，可以便捷可靠的测试车辆正面对碰中攻击性，具有测试成本低，测试结果可靠准确的特点。

Description

一种用于测试车辆正面对碰中攻击性的方法
技术领域
本发明属于车辆碰撞安全性能测试领域，尤其是涉及一种用于测试车辆正面对碰中攻击性的方法。
背景技术
交通事故数据显示，在我国发生的乘用车碰撞事故中，汽车撞击汽车占71％，汽车撞击固定物占16％，而单车事故占13％。而在车与车碰撞中，正面碰撞占有相当大的比例。
现行的国家汽车碰撞法规及C-NCAP星级评价体系中，正面碰撞测试形态均是采用车辆撞击固定障碍物形式，并在车内放置物理假人，通过假人的伤害值来评价车辆安全性能。但实际上，这种评价方式只能模拟很小比例事故形态，并不能反映大部分车-车之间的正面碰撞事故，更不能考核车辆的碰撞兼容性能，即车辆在保护自身车内乘员的同时，对对方车内乘员的攻击性。
在试验室环境下，进行车-车实车碰撞时，需提供两辆车，其中肇事车辆应能代表中国“平均”车辆，因此在肇事车型的选取上存在很大的难度。同时，碰撞后车辆会损毁，不可重复利用，需要很高的试验成本，同时现有技术中也没有用于测试车辆正面对碰中攻击性的方法。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种用于测试车辆正面对碰中攻击性的方法，使用依据国内车型设计的MPDB试验台车，配合具有创造性的测试车辆正面对碰中攻击性的方法，可以便捷可靠的测试车辆正面对碰中攻击性，具有测试成本低，测试结果可靠准确的特点。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种用于测试车辆正面对碰中攻击性的方法，包括：
步骤1：MPDB试验台车的设置：
MPDB试验台车的重量设为正面对碰中肇事车平均重量；MPDB试验台车的前端设有安装板，安装板上设有蜂窝铝；
步骤2：碰撞及蜂窝铝变形量数字化处理：
MPDB台车与被测车辆均以50km/h的速度进行正面对碰，重叠率为50％；在碰撞后的蜂窝铝上进行定位点粘贴和喷漆处理，利用3D扫描设备进行扫描，扫描后得到碰撞后蜂窝铝3D表面，并将文件转换成STL导入3D建模软件，建立三维坐标系，进一步将坐标系投影到曲面上，对曲面进行处理及裁剪，按照20mm×20mm的间隔要求选取点，将得到的点云以asc格式输出得到坐标值；
步骤3：蜂窝铝变形数据处理：
将蜂窝铝表面在EXCEL表格中对应进行区域划分，单元尺寸为20mm×20mm；进一步在划分的区域上，确定矩形的评估区域，矩形的评估区右边缘距离划分的区域右边缘的距离为200mm，矩形的评估区左边缘距离划分的区域右边缘的距离为车辆宽度的45％，矩形的评估区域下边缘距离划分的区域下边缘距离为100mm，矩形的评估区域上边缘距离划分的区域下边缘距离为500mm；
步骤4：计算碰撞后蜂窝铝变形均匀性指标SDi：
把步骤2中得到的asc格式坐标值中的蜂窝铝变形量，即X向值对应导入到EXCEL表格中划分的区域内，并对矩形的评估区域内的数值进行样本标准偏差S计算，所得的样本标准偏差S即为蜂窝铝变形均匀性指标SDi；
步骤5：计算碰撞后蜂窝铝评估区域内能量吸收率E％：
碰撞使用的蜂窝铝一共分为前后三层，包含四个区域；最外层有效行程为200mm，为区域1；中间层有效行程为360mm，包括上部的区域2和下部的区域3；最内层有效行程为72mm,为区域4；
首先确定各区域的能量密度：
其中区域1能量密度固定为P1＝0.325N/mm2；
当中间层蜂窝铝压溃行程Xi，即X向值小于等于350mm时：
区域2的能量密度为P2-F＝(PA+PB)/2+Xi[(PC+PD)/2-(PA+PB)/2]/350；
其中，根据所选用的蜂窝铝能量吸收特性曲线中区域2的能量吸收特性曲线，从压溃行程起始位置和350mm对应位置，得到PA是0.41N/mm2，PB是0.27N/mm2，PC是0.61N/mm2，PD是0.75N/mm2，Xi为在区域2中的压溃行程；
区域3的能量密度为P3-F＝(PA+PB)/2+Xi[(PC+PD)/2-(PA+PB)/2]/350；
其中，根据所选用的蜂窝铝能量吸收特性曲线中区域3的能量吸收特性曲线，从压溃行程起始位置和350mm对应位置，得到PA是0.75N/mm2，PB是0.61N/mm2，PC是1.09N/mm2，PD是0.95N/mm2，Xi为在区域3中的压溃行程；
当中间层蜂窝铝压溃行程Xi，即X向值大于350mm时：
根据所选用的蜂窝铝能量吸收特性曲线中区域2的能量吸收特性曲线；
区域2的能量密度为P2-R＝(0.61+0.75)/2＝0.68N/mm2；
根据所选用的蜂窝铝能量吸收特性曲线中区域3的能量吸收特性曲线；
区域3的能量密度为P3-R＝(1.09+0.95)/2＝1.02N/mm2；
区域4能量密度固定为P4＝1.625N/mm2；
进一步，基于确定的各区域能量密度，分别计算每个蜂窝铝20mm×20mm单元的压溃能量为Exj,S为单元面积400mm2,Xj是X向位移：
在能量吸收方向上，蜂窝铝有效吸能行程为相应尺寸的80％，即第一层,即区域1的有效行程为250mm*80％＝200mm；第二层，即区域1及区域2的有效行程为450mm*80％＝360mm；第三层，即区域4的有效行程为90mm*80％＝72mm。
当单元X向位移Xj小于等于200mm时，单元的压溃能量为Exj＝P1XjS；
当单元X向位移Xj大于200mm小于等于480mm时；
Exj＝200P1S+(Xj-200)P2,3-FS；
当单元X向位移Xj大于480mm小于等于560mm时；
Exj＝200P1S+280P2,3-FS+(Xj-480)P2,3-RS；
当单元X向位移Xj大于560mm时；
Exj＝200P1S+280P2,3-FS+80P2,3-RS+(Xj-560)P4S；
对评估区域内每个蜂窝铝单元的压溃能量进行计算并求和，得到E评域实测，同样的计算方法还可以得到评估区域内能量吸收的最大理论值E评域理论；
评估区域内能量吸收率E％＝E评域实测/E评域理论；
步骤6：测试车辆正面对碰攻击性指数Q：
当攻击性总分定为8分时，具体计算公式如下：
Figure BDA0001830495050000041
M是车辆试验质量，SDi是步骤4中计算碰撞后蜂窝铝变形均匀性指标SDi，E％是步骤5中计算碰撞后蜂窝铝评估区域内能量吸收率E％，Q为攻击性指数，Q值越大，表明车辆正面对碰中的攻击性越强。
进一步的，在步骤1中：MPDB试验台车的重量设为1400kg±20kg；MPDB试验台车的前端设有安装板，安装板的宽度是1700mm，安装板上沿距底面的距离是800mm，安装板上设有蜂窝铝。
进一步的，在步骤2中：3D建模软件是CATIA软件。
进一步的，在步骤4中：蜂窝铝变形均匀性指标SDi的计算如下：
Figure BDA0001830495050000051
Xi为蜂窝铝单元的变形量X向值。
进一步的，在步骤5中：碰撞使用的蜂窝铝是70PDBXT ADAC。
相对于现有技术，本发明所述的一种用于测试车辆正面对碰中攻击性的方法，具有以下优势：
本发明所述的一种用于测试车辆正面对碰中攻击性的方法，配合使用配合具有创造性的测试车辆正面对碰中攻击性的方法，可以便捷可靠的测试车辆正面对碰中攻击性，具有测试成本低，测试结果可靠准确的特点。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
在附图中：
图1为本发明实施例所述的一种用于测试车辆正面对碰中攻击性的方法流程示意图；
图2为本发明实施例所述的一种用于测试车辆正面对碰中攻击性的方法蜂窝铝结构示意图；
图3为本发明实施例所述的一种用于测试车辆正面对碰中攻击性的方法蜂窝铝各区域能量吸收特性曲线示意图；
图4为本发明实施例所述的一种用于测试车辆正面对碰中攻击性的方法矩形的评估区域示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1-4所示，一种用于测试车辆正面对碰中攻击性的方法，包括：
步骤1：MPDB试验台车的设置：
MPDB试验台车的重量设为正面对碰中肇事车平均重量；MPDB试验台车的前端设有安装板，安装板上设有蜂窝铝；
步骤2：碰撞及蜂窝铝变形量数字化处理：
MPDB台车与被测车辆均以50km/h的速度进行正面对碰，重叠率为50％；在碰撞后的蜂窝铝上进行定位点粘贴和喷漆处理，利用3D扫描设备进行扫描，扫描后得到碰撞后蜂窝铝3D表面，并将文件转换成STL导入3D建模软件，建立三维坐标系，进一步将坐标系投影到曲面上，对曲面进行处理及裁剪，按照20mm×20mm的间隔要求选取点，将得到的点云以asc格式输出得到坐标值；
步骤3：蜂窝铝变形数据处理：
如图4所示，将蜂窝铝表面在EXCEL表格中对应进行区域划分，单元尺寸为20mm×20mm；进一步在划分的区域上，确定矩形的评估区域，矩形的评估区右边缘距离划分的区域右边缘的距离为200mm，矩形的评估区左边缘距离划分的区域右边缘的距离为车辆宽度的45％，矩形的评估区域下边缘距离划分的区域下边缘距离为100mm，矩形的评估区域上边缘距离划分的区域下边缘距离为500mm；
步骤4：计算碰撞后蜂窝铝变形均匀性指标SDi：
如图4所示，把步骤2中得到的asc格式坐标值中的蜂窝铝变形量，即X向值对应导入到EXCEL表格中划分的区域内，并对矩形的评估区域内的数值进行样本标准偏差S计算，所得的样本标准偏差S即为蜂窝铝变形均匀性指标SDi；
步骤5：计算碰撞后蜂窝铝评估区域内能量吸收率E％：
如图2所示，碰撞使用的蜂窝铝一共分为前后三层，包含四个区域；最外层有效行程为200mm，为区域1；中间层有效行程为360mm，包括上部的区域2和下部的区域3；最内层有效行程为72mm,为区域4；
首先确定各区域的能量密度：
其中区域1能量密度固定为P1＝0.325N/mm2；
当中间层蜂窝铝压溃行程Xi，即X向值小于等于350mm时：
区域2的能量密度为P2-F＝(PA+PB)/2+Xi[(PC+PD)/2-(PA+PB)/2]/350；
如图3所示，其中，根据所选用的蜂窝铝能量吸收特性曲线中区域2的能量吸收特性曲线，从压溃行程起始位置和350mm对应位置，得到PA是0.41N/mm2，PB是0.27N/mm2，PC是0.61N/mm2，PD是0.75N/mm2，Xi为在区域2中的压溃行程；
区域3的能量密度为P3-F＝(PA+PB)/2+Xi[(PC+PD)/2-(PA+PB)/2]/350；
如图3所示，根据所选用的蜂窝铝能量吸收特性曲线中区域3的能量吸收特性曲线，从压溃行程起始位置和350mm对应位置，得到PA是0.75N/mm2，PB是0.61N/mm2，PC是1.09N/mm2，PD是0.95N/mm2，Xi为在区域3中的压溃行程；
当中间层蜂窝铝压溃行程Xi，即X向值大于350mm时：
根据所选用的蜂窝铝能量吸收特性曲线中区域2的能量吸收特性曲线；
区域2的能量密度为P2-R＝(0.61+0.75)/2＝0.68N/mm2；
根据所选用的蜂窝铝能量吸收特性曲线中区域3的能量吸收特性曲线；
区域3的能量密度为P3-R＝(1.09+0.95)/2＝1.02N/mm2；
区域4能量密度固定为P4＝1.625N/mm2；
进一步，基于确定的各区域能量密度，分别计算每个蜂窝铝20mm×20mm单元的压溃能量为Exj,S为单元面积400mm2,Xj是X向位移：
在能量吸收方向上，蜂窝铝有效吸能行程为相应尺寸的80％，即第一层,即区域1的有效行程为250mm*80％＝200mm；第二层，即区域1及区域2的有效行程为450mm*80％＝360mm；第三层，即区域4的有效行程为90mm*80％＝72mm。
当单元X向位移Xj小于等于200mm时，单元的压溃能量为Exj＝P1XjS；
当单元X向位移Xj大于200mm小于等于480mm时；
Exj＝200P1S+(Xj-200)P2,3-FS；
当单元X向位移Xj大于480mm小于等于560mm时；
Exj＝200P1S+280P2,3-FS+(Xj-480)P2,3-RS；
当单元X向位移Xj大于560mm时；
Exj＝200P1S+280P2,3-FS+80P2,3-RS+(Xj-560)P4S；
对评估区域内每个蜂窝铝单元的压溃能量进行计算并求和，得到E评域实测，同样的计算方法还可以得到评估区域内能量吸收的最大理论值E评域理论；
评估区域内能量吸收率E％＝E评域实测/E评域理论；
Figure BDA0001830495050000091
步骤6：测试车辆正面对碰攻击性指数Q：
当攻击性总分定为8分时，具体计算公式如下：
M是车辆试验质量，SDi是步骤4中计算碰撞后蜂窝铝变形均匀性指标SDi，E％是步骤5中计算碰撞后蜂窝铝评估区域内能量吸收率E％，Q为攻击性指数，Q值越大，表明车辆正面对碰中的攻击性越强。
进一步的，在步骤1中：MPDB试验台车的重量设为1400kg±20kg；MPDB试验台车的前端设有安装板，安装板的宽度是1700mm，安装板上沿距底面的距离是800mm，安装板上设有蜂窝铝。
进一步的，在步骤2中：3D建模软件是CATIA软件。
进一步的，在步骤4中：蜂窝铝变形均匀性指标SDi的计算如下：
Figure BDA0001830495050000101
Xi为蜂窝铝单元的变形量X向值。
进一步的，在步骤5中：碰撞使用的蜂窝铝是70PDBXT ADAC。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用于测试车辆正面对碰中攻击性的方法，其特征在于：包括：
步骤1：MPDB试验台车的设置：
MPDB试验台车的重量设为正面对碰中肇事车平均重量；MPDB试验台车的前端设有安装板，安装板上设有蜂窝铝；
步骤2：碰撞及蜂窝铝变形量数字化处理：
MPDB台车与被测车辆均以50km/h的速度进行正面对碰，重叠率为50％；在碰撞后的蜂窝铝上进行定位点粘贴和喷漆处理，利用3D扫描设备进行扫描，扫描后得到碰撞后蜂窝铝3D表面，并将文件转换成STL导入3D建模软件，建立三维坐标系，进一步将坐标系投影到曲面上，对曲面进行处理及裁剪，按照20mm×20mm的间隔要求选取点，将得到的点云以asc格式输出得到坐标值；
步骤3：蜂窝铝变形数据处理：
将蜂窝铝表面在EXCEL表格中对应进行区域划分，单元尺寸为20mm×20mm；进一步在划分的区域上，确定矩形的评估区域，矩形的评估区域右边缘距离划分的区域右边缘的距离为200mm，矩形的评估区域左边缘距离划分的区域右边缘的距离为车辆宽度的45％，矩形的评估区域下边缘距离划分的区域下边缘距离为100mm，矩形的评估区域上边缘距离划分的区域下边缘距离为500mm；
步骤4：计算碰撞后蜂窝铝变形均匀性指标SDi：
把步骤2中得到的asc格式坐标值中的蜂窝铝变形量，即X向值对应导入到EXCEL表格中划分的区域内，并对矩形的评估区域内的数值进行样本标准偏差S计算，所得的样本标准偏差S即为蜂窝铝变形均匀性指标SDi；
步骤5：计算碰撞后蜂窝铝评估区域内能量吸收率E％：
碰撞使用的蜂窝铝一共分为前后三层，包含四个区域；最外层有效行程为200mm，为区域1；中间层有效行程为360mm，包括上部的区域2和下部的区域3；最内层有效行程为72mm,为区域4；
首先确定各区域的能量密度：
其中区域1能量密度固定为P1＝0.325N/mm2；
当中间层蜂窝铝压溃行程Xi小于等于350mm时：
区域2的能量密度为P2-F＝(PA+PB)/2+Xi[(PC+PD)/2-(PA+PB)/2]/350；
其中，根据所选用的蜂窝铝能量吸收特性曲线中区域2的能量吸收特性曲线，从压溃行程起始位置和350mm对应位置，得到PA是0.41N/mm2，PB是0.27N/mm2，PC是0.61N/mm2，PD是0.75N/mm2，Xi为在区域2中的压溃行程；
区域3的能量密度为P3-F＝(PA+PB)/2+Xi[(PC+PD)/2-(PA+PB)/2]/350；
其中，根据所选用的蜂窝铝能量吸收特性曲线中区域3的能量吸收特性曲线，从压溃行程起始位置和350mm对应位置，得到PA是0.75N/mm2，PB是0.61N/mm2，PC是1.09N/mm2，PD是0.95N/mm2，Xi为在区域3中的压溃行程；
当中间层蜂窝铝压溃行程Xi大于350mm时：
根据所选用的蜂窝铝能量吸收特性曲线中区域2的能量吸收特性曲线；
区域2的能量密度为P2-R＝(0.61+0.75)/2＝0.68N/mm2；
根据所选用的蜂窝铝能量吸收特性曲线中区域3的能量吸收特性曲线；
区域3的能量密度为P3-R＝(1.09+0.95)/2＝1.02N/mm2；
区域4能量密度固定为P4＝1.625N/mm2；
进一步，基于确定的各区域能量密度，分别计算每个蜂窝铝20mm×20mm单元的压溃能量为Exj,S为单元面积400mm2,Xj是X向位移：
在能量吸收方向上，蜂窝铝有效吸能行程为相应尺寸的80％，即第一层,即区域1的有效行程为250mm*80％＝200mm；第二层，即区域1及区域2的有效行程为450mm*80％＝360mm；第三层，即区域4的有效行程为90mm*80％＝72mm；
当单元X向位移Xj小于等于200mm时，单元的压溃能量为Exj＝P1XjS；
当单元X向位移Xj大于200mm小于等于480mm时；
Exj＝200P1S+(Xj-200)P2,3-FS；
当单元X向位移Xj大于480mm小于等于560mm时；
Exj＝200P1S+280P2,3-FS+(Xj-480)P2,3-RS；
当单元X向位移Xj大于560mm时；
Exj＝200P1S+280P2,3-FS+80P2,3-RS+(Xj-560)P4S；
对评估区域内每个蜂窝铝单元的压溃能量进行计算并求和，得到E评域实测，同样的计算方法还可以得到评估区域内能量吸收的最大理论值E评域理论；
评估区域内能量吸收率E％＝E评域实测/E评域理论；
步骤6：测试车辆正面对碰攻击性指数Q：
当攻击性总分定为8分时，具体计算公式如下：
Figure FDA0002409233630000031
m是车辆试验质量，SDi是步骤4中计算碰撞后蜂窝铝变形均匀性指标SDi，E％是步骤5中计算碰撞后蜂窝铝评估区域内能量吸收率E％，Q为攻击性指数，Q值越大，表明车辆正面对碰中的攻击性越强。
2.根据权利要求1所述的一种用于测试车辆正面对碰中攻击性的方法，其特征在于：
在步骤1中：MPDB试验台车的重量设为1400kg±20kg；安装板的宽度是1700mm，安装板上沿距底面的距离是800mm。
3.根据权利要求1所述的一种用于测试车辆正面对碰中攻击性的方法，其特征在于：在步骤2中：3D建模软件是CATIA软件。
4.根据权利要求1所述的一种用于测试车辆正面对碰中攻击性的方法，其特征在于：
在步骤4中：蜂窝铝变形均匀性指标SDi的计算如下：
Figure FDA0002409233630000041
Xi为蜂窝铝单元的变形量X向值。
5.根据权利要求1所述的一种用于测试车辆正面对碰中攻击性的方法，其特征在于：在步骤5中：碰撞使用的蜂窝铝是70PDBXT ADAC。
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