CN112284758B - 一种用于碰撞测试假人胸部压缩变形量的修正方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于碰撞测试假人胸部压缩变形量的修正方法，包括以下步骤：S1、定义假人胸部冲击测试点：以假人胸部压缩变形量测量传感器的测量点沿X轴映射到假人马甲的测量点为测量原点P₀；S2、在假人矢状面内延Z轴方向，即为在假人矢状面的垂直方向选取多个偏离测量原点的测试点，P为测试点距离测量原点P₀的距离，测试点之间距离相等；S3、对各测试点进行摆锤冲击测试，使得假人胸部产生压缩变形量D。本发明所述的一种用于碰撞测试假人胸部压缩变形量的修正方法操作简单，理论依据充足，测试逻辑简单，易于操作，能够快速准确的对碰撞后假人胸部压缩变形量进行对比精确修正，为汽车安全法规和新车评价规程的准确性和公正性提供技术支撑。

Description

一种用于碰撞测试假人胸部压缩变形量的修正方法

技术领域

本发明属于检测技术领域，尤其是涉及一种用于碰撞测试假人胸部压缩变形量的修正方法。

背景技术

碰撞测试假人是目前应用最为广泛的机械假人模型，各国现行实施的汽车安全法规及NCAP(New Car Assessment Program)体系中，都采用了该系列机械假人来对乘用车的安全性展开评估。如现行法规中美国FMVSS208、欧洲ECE R94、日本TRIAS以及我国GB11551-2014等，现行的NCAP体系中包括US-NCAP、Euro-NCAP、J-NCAP以及我国C-NCAP中都是采用Hybrid III型假人对车辆前排的安全性展开评估。

据美国NASS数据显示，道路交通事故中胸部损伤的比例高达26.7％，仅次于头部。考虑到胸部损伤的严重性，在各国法规和新车评价规程中，对胸部安全性的防护都作为主要的考察指标。因此，假人胸部压缩量的测量精度对整个胸部安全性的评估结果影响重大。当前碰撞测试假人中对胸部的压缩量采用单点测量的办法：仅在假人胸腔内安装了单一的Chest Potentiometer来测量胸骨与脊骨之间的压缩变形。研究表明这种单点胸部压缩量的测量结果对载荷施加的胸部区域敏感。然而，多数的法规和NCAP中并未明确安全带的具体佩戴位置：如FMVSS208、ECER94及Euro-NCAP、J-NCAP、C-NCAP等，仅有A-NCAP中明确了安全带上边缘不得超过假人上衣调整螺栓孔，这仅是从如何减少测试误差的角度进行技术规范。由于碰撞试验的不可逆性，当汽车碰撞试验结束后，由安全带佩戴位置偏离胸部压缩变形量测量点所导致的假人胸部评价结果的不准性问题，对汽车安全性能评价的准确性和公正性带来了巨大的挑战。因此需要寻找一种操作简单，精度高的碰撞测试假人胸部压缩变形量修正方法，为汽车安全法规和新车评价规程的准确性和公正性提供技术支撑。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种用于碰撞测试假人胸部压缩变形量的修正方法，能快速、准确对碰撞试验后假人胸部压缩变形量进行有效修正，为汽车安全法规和新车评价规程的准确性、公正性提供技术保障。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种用于碰撞测试假人胸部压缩变形量的修正方法，包括以下步骤：

S1、定义假人胸部冲击测试点：以假人胸部压缩变形量测量传感器(7)的测量点(1)沿X轴映射到假人马甲(8)的测量点为测量原点(2)P₀；

S2、在假人矢状面内延Z轴方向，即为在假人矢状面的垂直方向选取多个偏离测量原点的测试点(3)，P为测试点(3)距离测量原点P₀的距离，要求各相邻测试点之间距离相等即：

P₁-P₀＝P₂-P₁＝…＝P_n-P_n-1；

S3、对各测试点(3)进行摆锤冲击测试，使得假人胸部产生压缩变形量D，记录当前测试点(3)距离测量原点P₀的距离P以及当前测试点(3)的假人胸部压缩变形量D，建立假人胸部压缩变形量与偏离测量原点(2)的偏离距离P之间的相关性修正关系式；

S4、采用归一化法对假人胸部压缩变形量进行修正，用于获得假人胸部压缩变形量传感器测量原点(2)的测量修正值。

进一步的，步骤S3中，冲击摆锤的中心线与测试点(3)对齐。

进一步的，步骤S3中，假人胸部压缩变形量与偏离测量原点(2)的偏离距离P之间的相关性修正关系式包括：

计算所有测试点偏离原点距离的平均值：

计算假人胸部压缩变形量平均值：

计算相关性修正系数k：

进一步的，假人胸部压缩变形量D与对应测试点P的相关性修正关系为：

D∝k*P。

进一步的，步骤S3中采用归一化法对假人胸部压缩变形量进行修正包括：

实车碰撞试验前完成假人定位后，测量假人胸部压缩变形量传感器测量点距离假人下颚距离L₀；

碰撞试验开始前测量安全带中心线与假人胸部矢状面的交点到下颚距离L_i，计算两者差值即为实际测量点偏离传感器测试原点的距离ΔL：

ΔL＝L₀-L_i

进一步的基于安全带中心线与假人胸部矢状面的交点到下颚距离L_i，试验后测量得到假人胸部压缩变形量D_i，采用归一化方法将偏离假人胸部压缩变形量传感器测试原点的胸部位移响应进行修正：

D_修正＝k*ΔL+D_i

通过以上方法既可以将偏离假人胸部压缩变形量传感器测试原点所得到的胸部压缩变形测量值修正至假人胸部压缩变形量传感器测量原点(2)的测量值。

进一步的，一种碰撞测试假人，在应用该碰撞测试假人进行碰撞测试时，应用一种用于碰撞测试假人胸部压缩变形量的修正方法。

进一步的，一种碰撞测试系统，在应用该碰撞测试系统进行碰撞测试时，应用一种用于碰撞测试假人胸部压缩变形量的修正方法。

相对于现有技术，本发明所述的一种用于碰撞测试假人胸部压缩变形量的修正方法具有以下优势：

本发明所述的方法操作简单，理论依据充足，测试逻辑简单，易于操作，能够快速准确的对碰撞后假人胸部压缩变形量进行对比精确修正，为汽车安全法规和新车评价规程的准确性和公正性提供技术支撑。

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碰撞测试假人胸部压缩变形量的修正方法流程示意图；

图2为本发明实施例所述的假人胸部压缩变形量测量点划分示意图；

图3为本发明实施例所述的假人胸部摆锤冲击测试示意图；

图4为本发明实施例所述的实车碰撞试验安全带中心作用点偏离量测量示意图。

附图标记说明：

1-测量点；2-测量原点；3-测试点；4-摆锤；5-假人；6-摆锤中心线；7-假人胸部压缩变形量测量传感器；8-马甲；9-肋骨；10-胸椎；11-头部；12-下颚；13-安全带中心线与假人胸部马甲矢状面的交点。

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至图4所示，该技术方案主要分为三部分：

1、假人胸部冲击测试点定义；

2、建立假人胸部压缩变形量与偏离测量原点的偏离距离P之间的相关性修正关系式；

3、采用归一化法对假人胸部压缩变形量修正。

假人5胸部冲击点定义包括以假人胸部压缩变形量传感器7测量点1沿X轴映射到假人马甲8的测量点为原点P₀，定义P₀＝0mm。在假人矢状面内，沿Z轴方向均匀选取足够的n个偏离测量点原点的测试点3。P为偏离测试原点P₀的距离。要求各测试点之间距离相等：

P₁-P₀＝P₂-P₁＝…＝P_n-P_n-1

假人胸部压缩变形量与偏离测量原点的偏离距离P_i之间的相关性包括：所采用的摆锤4冲击测试方法为SAE(Society of Automotive Engineers)J2779规定的胸部低速测试方法。冲击摆锤中心线6与测试点P对齐。依据SAE J2779测试方法对碰撞测试假人胸部进行冲击试验，获得对应测试点P的假人胸部压缩变形量D。

进一步的推导假人胸部压缩变形量D与对应测试点P的相关性修正系数：

计算所有测试点偏离原点距离的平均值：

计算假人胸部压缩变形量平均值：

计算相关性修正系数k：

其中相关性修正系数k仅与假人的胸部结构和马甲8、肋骨9和胸椎10拟人结构材料相关。

进一步的建立假人胸部压缩变形量D与对应测试点P的相关性修正关系式：

D∝k*P

采用归一化法对假人胸部压缩变形量修正包括：实车碰撞试验前完成假人定位后，测量假人胸部压缩变形量传感器测试原点2距离假人头部11下颚12距离L₀。碰撞试验开始前测量安全带中心线与假人胸部马甲矢状面的交点13到下颚12距离L_i，计算两者差值即为实际测量点偏离传感器测试原点2的距离ΔL:

ΔL＝L₀-L_i

进一步的基于安全带中心线与假人胸部矢状面的交点13到下颚12距离L_i。试验后测量得到假人胸部压缩变形量D_i，采用归一化方法将偏离假人胸部压缩变形量传感器测试原点2的胸部位移响应进行修正：

D_修正＝k*ΔL+D_i

通过以上方法既可以将偏离假人胸部压缩变形量传感器测试原点所得到的胸部压缩变形测量值修正至假人胸部压缩变形量传感器测试原点的测量值。

一种碰撞测试假人，在应用该碰撞测试假人进行碰撞测试时，应用一种用于碰撞测试假人胸部压缩变形量的修正方法。

一种碰撞测试系统，在应用该碰撞测试系统进行碰撞测试时，应用一种用于碰撞测试假人胸部压缩变形量的修正方法。

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 (6)

1.一种用于碰撞测试假人胸部压缩变形量的修正方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、定义假人胸部冲击测试点：以假人胸部压缩变形量测量传感器(7)的测量点(1)沿X轴映射到假人马甲(8)的测量点为测量原点(2)P₀；

S2、在假人矢状面内延Z轴方向，即为在假人矢状面的垂直方向选取多个偏离测量原点的测试点(3)，P为测试点(3)距离测量原点P₀的距离，要求各相邻测试点之间距离相等即：

P₁-P₀＝P₂-P₁＝…＝P_n-P_n-1；

S3、对各测试点(3)进行摆锤冲击测试，使得假人胸部产生压缩变形量D，记录当前测试点(3)距离测量原点P₀的距离P以及当前测试点(3)的假人胸部压缩变形量D，建立假人胸部压缩变形量与偏离测量原点(2)的偏离距离P之间的相关性修正关系式；

S4、采用归一化法对假人胸部压缩变形量进行修正，用于获得假人胸部压缩变形量传感器测量原点(2)的测量修正值；

步骤S3中，假人胸部压缩变形量与偏离测量原点(2)的偏离距离P之间的相关性修正关系式包括：

计算所有测试点偏离原点距离的平均值：

计算假人胸部压缩变形量平均值：

计算相关性修正系数k：

2.根据权利要求1所述的一种用于碰撞测试假人胸部压缩变形量的修正方法，其特征在于：步骤S3中，冲击摆锤的中心线与测试点(3)对齐。

3.根据权利要求1所述的一种用于碰撞测试假人胸部压缩变形量的修正方法，其特征在于：假人胸部压缩变形量D与对应测试点P的相关性修正关系为：

D∝k*P。

4.根据权利要求1所述的一种用于碰撞测试假人胸部压缩变形量的修正方法，其特征在于：步骤S3中采用归一化法对假人胸部压缩变形量进行修正包括：

实车碰撞试验前完成假人定位后，测量假人胸部压缩变形量传感器测量点距离假人下颚距离L₀；

碰撞试验开始前测量安全带中心线与假人胸部矢状面的交点到下颚距离L_i，计算两者差值即为实际测量点偏离传感器测试原点的距离△L：

ΔL＝L₀-L_i

进一步的基于安全带中心线与假人胸部矢状面的交点到下颚距离L_i，试验后测量得到假人胸部压缩变形量D_i，采用归一化方法将偏离假人胸部压缩变形量传感器测试原点的胸部位移响应进行修正：

D_修正＝k*ΔL+D_i

通过以上方法既可以将偏离假人胸部压缩变形量传感器测试原点所得到的胸部压缩变形测量值修正至假人胸部压缩变形量传感器测量原点(2)的测量值。

5.一种碰撞测试假人，其特征在于：在应用该碰撞测试假人进行碰撞测试时，应用到权利要求1至权利要求4任一所述的一种用于碰撞测试假人胸部压缩变形量的修正方法。

6.一种碰撞测试系统，其特征在于：在应用该碰撞测试系统进行碰撞测试时，应用到权利要求1至权利要求4任一所述的一种用于碰撞测试假人胸部压缩变形量的修正方法。

Images