CN114047000A - 侧面碰撞蜂窝铝壁障前端刚度的确定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种侧面碰撞蜂窝铝壁障前端刚度的确定方法。所述方法包括:对车辆侧面碰撞事故案例进行事故分析,确定蜂窝铝开发的评价车型、可选的台车碰撞车速和可选的试验车辆x轴与台车行驶方向夹角;采集多个所述评价车型在35‑56km/h的试验车速下正面撞击测力墙壁障时车辆前端的碰撞载荷,确定侧面碰撞蜂窝铝壁障前端总体及各区域刚度;或,采集多个所述评价车型以所述试验车辆x轴与台车行驶方向夹角放置在台车上,且台车在所述台车碰撞车速下撞击测力墙壁障时车辆前端的碰撞载荷,确定侧面碰撞蜂窝铝壁障前端总体及各区域刚度;其中测力墙壁障与所述评价车型x轴垂直设置。该方法可准确可靠的确定蜂窝铝壁障前端刚度。
Description
技术领域
本发明涉及车辆碰撞安全性能检测领域,具体而言,涉及一种侧面碰撞蜂窝铝壁障前端刚度的确定方法。
背景技术
侧面可变形壁障作为碰撞试验中重要的测试装置,代表着碰撞车辆刚度水平,是碰撞强度的主要标尺。欧美在制订本地区碰撞试验标准时,均开发出符合地区车辆特征的可变形壁障并进行了应用,用于模拟车辆正面与侧面发生的碰撞事故。
1990年,美国联邦机动车安全标准FMVSS214进行了修订,标准中使用的铝蜂窝壁障开发于80年代,台车总质量为1367kg,障壁和保险杠底面距地面高度分别为280mm和330mm,用来代表美国乘用车和轻型卡车的重量。2003年,IIHS在FMVSS214壁障基础上开发新壁障,用于模拟皮卡和SUV性能,屏障面整体高度增加200mm,离地高度提高100mm。保险杠单元采用24.5度倒角平面轮廓,代表典型卡车和SUV保险杠几何结构。2019年,IIHS研究测试发现,IIHS MDB与车辆发生侧面碰撞时,被撞车辆的一些行为与两车碰撞中的行为不匹配,因此新版IIHS-MDB 2.0壁障于2020年推出,该壁障能很好解决相应的缺陷。
2001年,欧洲经济委员会发现ECE R95使用的MDB壁障,不能完全代表欧洲车型前部特性,也不能同时有效考核前后排座椅上乘员损伤,因此EEVC WG13工作组开始新壁障研究,通过多轮改进,公布了最终版本AE-MDB V3.9壁障的性能要求,并在EURO-NCAP 2017版本规程中得到了应用。
为了更加真实反应我国道路车辆碰撞情况,使碰撞测试结果更加贴近实际,开展基于中国特征的蜂窝铝壁障性能开发、验证与应用,对提升汽车碰撞安全水平,减少实际事故中的乘员伤亡率具有积极的社会意义。而目前应用的蜂窝铝壁障中各处的刚度并没有考虑到我国车辆碰撞的实际情况,造成壁障无法反映车辆实际碰撞情况的问题,这为碰撞测试的准确性和可靠性带来了不利影响。
有鉴于此,特提出本发明。
发明内容
本发明的目的在于提供一种侧面碰撞蜂窝铝壁障前端刚度的确定方法,以实现准确可靠的确定蜂窝铝壁障前端刚度的效果。
为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
第一方面,本发明提供了一种侧面碰撞蜂窝铝壁障前端刚度的确定方法,包括:
对车辆侧面碰撞事故案例进行事故分析,确定蜂窝铝开发的评价车型、可选的台车碰撞车速和可选的试验车辆x轴与台车行驶方向夹角;
采集多个所述评价车型在35-56km/h的试验车速下正面撞击测力墙壁障时车辆前端的碰撞载荷,确定侧面碰撞蜂窝铝壁障前端总体及各区域刚度;
或,采集多个所述评价车型以所述试验车辆x轴与台车行驶方向夹角放置在台车上,且台车在所述台车碰撞车速下撞击测力墙壁障时车辆前端的碰撞载荷,确定侧面碰撞蜂窝铝壁障前端总体及各区域刚度;其中测力墙壁障与所述评价车型x轴垂直设置。
第二方面,本发明提供了另一种侧面碰撞蜂窝铝壁障前端刚度的确定方法,包括:
采用多款SUV车型在35-56km/h的速度下正面撞击测力墙壁障,采集车辆前端的碰撞载荷,计算侧面碰撞蜂窝铝壁障前端总体及各区域的平均刚度;
或,将多款SUV车型以车辆x轴与台车行驶方向夹角为25-35°的角度放置在台车上,台车以40-64km/h的速度撞击测力墙壁障,采集车辆前端的碰撞载荷,计算侧面碰撞蜂窝铝壁障前端总体及各区域的平均刚度;其中测力墙壁障与试验车型x轴垂直设置。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
本发明提供的侧面碰撞蜂窝铝壁障前端刚度的确定方法首先对车辆侧面碰撞事故案例进行事故分析,由此确定蜂窝铝开发的评价车型、可选的台车碰撞车速和可选的试验车辆x轴与台车行驶方向夹角;再采集多个所述评价车型在35-56km/h的试验车速下正面撞击测力墙壁障时车辆前端的碰撞载荷,确定侧面碰撞蜂窝铝壁障前端总体及各区域刚度;或,采集多个所述评价车型以所述试验车辆x轴与台车行驶方向夹角放置在台车上,且台车在所述台车碰撞车速下撞击测力墙壁障时车辆前端的碰撞载荷,确定侧面碰撞蜂窝铝壁障前端总体及各区域刚度。该方法可基于我国道路实际车辆碰撞情况,针对重点车型确定蜂窝铝壁障前端刚度,进而为蜂窝铝壁障的开发提供可靠参考,提示汽车碰撞安全水平。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是实施例1提供的侧面碰撞蜂窝铝壁障前端刚度的确定方法的流程图;
图2是实施例1中统计的轻伤类型中各车型占比示意图;
图3是实施例1中统计的重伤类型中各车型占比示意图;
图4是实施例1中统计的死亡类型中各车型占比示意图;
图5是实施例1中一种典型的碰撞载荷采集工况示意图;
图6是测力墙壁障上划分的各个侧碰区域示意图;
图7是实施例1中各个测试车辆前端总体刚度曲线图;
图8是实施例1中SUV车型前端总体平均刚度曲线图;
图9是实施例1中SUV车型前端区域1和3的平均刚度曲线图;
图10是实施例1中SUV车型前端区域4和6的平均刚度曲线图;
图11是实施例1中SUV车型前端区域2的平均刚度曲线图;
图12是实施例1中SUV车型前端区域5的平均刚度曲线图;
图13是实施例2提供的侧面碰撞蜂窝铝壁障前端刚度的确定方法的流程图;
图14是实施例4中一种典型的碰撞测试的示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本申请的示范性实施例做出说明,其中包括本申请实施例的各种细节以助于理解,应当将它们认为仅仅是示范性的。因此,本领域普通技术人员应当认识到,可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改,而不会背离本申请的范围和精神。同样,为了清楚和简明,以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。
实施例1
图1是本实施例提供的一种侧面碰撞蜂窝铝壁障前端刚度的确定方法的流程图,本实施例适用于在模拟车辆碰撞前确定蜂窝铝壁障前端刚度,进而为开发出精确可靠的蜂窝铝壁障提供参考。该方法可以由侧面碰撞蜂窝铝壁障前端刚度的确定装置来执行,该装置可以由软件和/或硬件构成,并一般集成在电子设备中。
参见图1,该确定方法包括以下步骤:
S110、对车辆侧面碰撞事故案例进行事故分析,确定蜂窝铝开发的评价车型、台车碰撞车速、以及试验车辆x轴与台车行驶方向夹角。
其中,“车辆侧面碰撞事故案例”是指被撞车辆侧围参与碰撞变形,剔除车头角度对撞以及车头与车尾碰撞的案例;碰撞时车辆纵向中心线形成的夹角大于45°的碰撞案例。优选地,该案例选自CIDAS(China In-Depth Accident Study,中国交通事故深入研究)侧面碰撞事故案例。截至目前,该案例选自2011-2020年CIDAS侧面碰撞事故案例。x轴是指GB/T19234定义的车辆坐标系中的x轴,也称为纵向。
优选地,所述对车辆侧面碰撞事故案例进行事故分析,确定蜂窝铝开发的评价车型、台车碰撞车速、以及试验车辆x轴与台车行驶方向夹角包括:
统计车辆侧面碰撞事故案例中的人员伤亡类型和人员伤亡类型对应的车型,确定不同伤亡类型中各车型的占比;
根据所述不同伤亡类型中各车型的占比,确定蜂窝铝开发的评价车型;
根据车辆侧面碰撞事故案例中的人员伤亡类型、肇事车辆车速和被撞车辆车速,确定台车碰撞车速,试验车辆x轴与台车行驶方向夹角。
其中,伤亡类型包括轻伤、重伤和死亡三类。示例性地,经统计符合车辆侧面碰撞事故案例定义的案例共103起,其中95起出现人员伤亡情况,这其中轻伤60起、重伤24起、死亡11起。图2-图4中的统计结果表明,随着被撞车辆乘员伤亡程度增加,肇事SUV所占比例逐步升高。因此确定以SUV车型作为评价车型。通过对事故数据进行分析,确定了肇事车辆速度为60km/h时,能够覆盖轻伤86.67%、重伤40%和死亡65%的伤亡类型,被撞车辆的平均速度为32.93km/h,因此确定肇事车辆速度为60km/h,被撞车辆车速为30km/h。结合实际碰撞工况,肇事车辆在以60km/h的速度侧面撞击被撞车辆时,在被撞车辆行驶方向上仍有30km/h的速度分量,因此设计台车碰撞车速为40-64km/h(例如40、42、45、48、50、52、55、58、60或64km/h),试验车辆x轴与台车行驶方向夹角为25-35°(例如25°、26°、27°、28°、29°、30°、31°、32°、33°、34°或35°)。
S120、采集多个所述评价车型在35-56km/h的试验车速下正面撞击测力墙壁障时车辆前端的碰撞载荷,确定侧面碰撞蜂窝铝壁障前端总体及各区域刚度。
图5所示为一种典型的碰撞载荷采集工况,图中LCW即为测力墙壁障,试验车速为50±0.5hm/h。
本实施例中试验车辆以50km/h速度正面撞击刚性测力墙壁障。在刚性壁障上安装128块尺寸为125mm×125mm载荷传感器单元,用来采集车辆前端各划分区域碰撞力(图6为测力墙壁障上的各个侧碰区域,根据该区域可确定车辆前端的各区域);在车辆B柱安装加速度传感器,用来测量和计算车辆碰撞过程中的位移量。
优选地,侧面碰撞蜂窝铝壁障前端总体及各区域刚度采用下式计算:其中,F(j)(k)wavg为划分区域j内、k位移点处对应的碰撞力加权平均值;F(j)(k)i为车型i在划分区域j内、对应k位移点的碰撞力,j取值1,2,3,...6,k取值0,5,10,...,300mm(以5mm的变形量间隔点进行计算得到);Ni为车型i的销量,n为车型的总数量。
本实施例采集25款SUV车型碰撞测试结果,计算得到的各个车辆的前端总体刚度曲线见图7,SUV车型前端总体平均刚度曲线见图8,SUV车型前端区域1和3的平均刚度曲线见图9,SUV车型前端区域4和6的平均刚度曲线见图10,SUV车型前端区域2的平均刚度曲线见图11,SUV车型前端区域5的平均刚度曲线见图12。以上各平均刚度曲线即为所需的侧面碰撞蜂窝铝壁障前端总体及各区域刚度。
经过以上S110和S120即可得到所需刚度,为了与实际碰撞工况更加吻合,从而进一步提高精确性,本实施例还增加了以下步骤:
S130、根据所述侧面碰撞蜂窝铝壁障前端总体刚度和各个所述评价车型碰撞前端总体刚度,计算各个所述评价车型的相关度;所述相关度用于表征评价车型碰撞前端总体刚度与所述侧面碰撞蜂窝铝壁障前端总体刚度之间的相关程度。
具体地,本步骤将S120所得的刚度与评价车型中的若干款具体车型(在本实施例中为25款)的前端总体刚度进行对比,将匹配到与S120中所得刚度吻合度最高的车型作为代表车辆。
式中:C为所述评价车型的相关度,Fwavg(s)为所述侧面碰撞蜂窝铝壁障前端总体刚度,F(s)为所述评价车型碰撞前端总体刚度。所述评价车型的相关度介于0-1之间。
S140、根据各个所述评价车型的相关度,确定代表车辆。
具体地,将各个相关度中的最大值所对应的车型作为代表车辆。
S150、采集所述代表车辆以所述试验车辆x轴与台车行驶方向夹角放置在台车上,且台车在所述台车碰撞车速下撞击测力墙壁障时车辆前端的碰撞载荷,确定终版侧面碰撞蜂窝铝壁障前端总体及各区域刚度台车碰撞车速;其中测力墙壁障与所述代表车辆x轴垂直设置。
本步骤再次采集代表车辆以所述试验车辆x轴与台车行驶方向夹角(如前确定的为25-35°)放置在台车上,且台车在所述台车碰撞车速(如前确定的为40-60km/h)下撞击测力墙壁障时车辆前端的碰撞载荷,再根据前述公式计算得到终版侧面碰撞蜂窝铝壁障前端总体及各区域刚度,得到更加精确可靠的刚度。
实施例2
如图13所示,本实施例提供了另一种侧面碰撞蜂窝铝壁障前端刚度的确定方法,包括以下步骤:
S210、对车辆侧面碰撞事故案例进行事故分析,确定蜂窝铝开发的评价车型、台车碰撞车速、以及试验车辆x轴与台车行驶方向夹角。
S210与S110的实现方式相同,本实施例不再赘述。
S220、采集多个所述评价车型以所述试验车辆x轴与台车行驶方向夹角放置在台车上,且台车在所述台车碰撞车速下撞击测力墙壁障时车辆前端的碰撞载荷,确定侧面碰撞蜂窝铝壁障前端总体及各区域刚度;其中测力墙壁障与所述评价车型x轴垂直设置。
本实施例直接采集多个评价车型在台车碰撞车速下以试验车辆x轴与台车行驶方向夹角放置在台车上,且台车在台车碰撞车速下撞击测力墙壁障时车辆前端的碰撞载荷,并据此计算所需刚度(具体计算方式与实施例1相同),可减少操作步骤,更直观的得到所需刚度。
以上实施例中的侧面碰撞蜂窝铝壁障前端刚度的确定方法可采用下述侧面碰撞蜂窝铝壁障前端刚度的确定装置执行,该装置包括:
台车碰撞车速信息确定模块,用于对车辆侧面碰撞事故案例进行事故分析,确定蜂窝铝开发的评价车型、可选的台车碰撞车速和可选的试验车辆x轴与台车行驶方向夹角;
刚度确定模块,用于采集多个所述评价车型在35-56km/h的试验车速下正面撞击测力墙壁障时车辆前端的碰撞载荷,确定侧面碰撞蜂窝铝壁障前端总体及各区域刚度;
或,采集多个所述评价车型以所述试验车辆x轴与台车行驶方向夹角放置在台车上,且台车在所述台车碰撞车速下撞击测力墙壁障时车辆前端的碰撞载荷,确定侧面碰撞蜂窝铝壁障前端总体及各区域刚度;其中测力墙壁障与所述评价车型x轴垂直设置。
该装置用于执行上述方法,因而至少具有与上述方法相对应的功能模块和有益效果。
实施例3
本实施例提供了另一种侧面碰撞蜂窝铝壁障前端刚度的确定方法,包括以下步骤:
采用多款SUV车型在35-56km/h的速度下正面撞击测力墙壁障,采集车辆前端的碰撞载荷,计算侧面碰撞蜂窝铝壁障前端总体及各区域的平均刚度;
根据所述侧面碰撞蜂窝铝壁障前端总体刚度和各个所述SUV车型碰撞前端总体刚度,计算各个所述SUV车型的相关度;所述相关度用于表征单个SUV车型碰撞前端总体刚度与所述侧面碰撞蜂窝铝壁障前端总体刚度之间的相关程度;
根据各个所述SUV车型的相关度,确定代表车辆辆;
将代表车辆以25-35°的角度放置在台车上,台车以40-65km/h的速度撞击测力墙壁障,采集车辆前端的碰撞载荷,计算终版侧面碰撞蜂窝铝壁障前端总体及各区域的刚度;其中测力墙壁障与代表车辆x轴垂直设置。
上述相关度和平均刚度采用实施例1中的公式计算得到。
本实施例是在采用实施例1中的方法得到评价车型、角度等信息后刚度确定方法。
实施例4
本实施例提供了另一种侧面碰撞蜂窝铝壁障前端刚度的确定方法,包括以下步骤:
将多款SUV车型以25-35°的角度放置在台车上,台车以40-65km/h的速度撞击测力墙壁障,采集车辆前端的碰撞载荷,计算侧面碰撞蜂窝铝壁障前端总体及各区域的平均刚度;其中测力墙壁障与试验车辆垂直设置。
本实施例中SUV车型以30°的角度放置在台车上,台车速度为40±0.5km/h(如图14所示为一典型的测试示意图)。
上述平均刚度采用实施例1中的公式计算得到。
本实施例是在采用实施例2中的方法得到评价车型、角度、台车碰撞车速等信息后刚度确定方法。
应该理解的是,可以使用上面所示的各种形式的流程,重新排序、增加或删除步骤。例如,本申请中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行,只要能够实现本申请公开的技术方案所期望的结果,本文在此不进行限制。
上述具体实施方式,并不构成对本申请保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是,根据设计要求和其他因素,可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本申请的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等,均应包含在本申请保护范围之内。
Claims (10)
1.一种侧面碰撞蜂窝铝壁障前端刚度的确定方法,其特征在于,包括:
对车辆侧面碰撞事故案例进行事故分析,确定蜂窝铝开发的评价车型、可选的台车碰撞车速和可选的试验车辆x轴与台车行驶方向夹角;
采集多个所述评价车型在35-56km/h的试验车速下正面撞击测力墙壁障时车辆前端的碰撞载荷,确定侧面碰撞蜂窝铝壁障前端总体及各区域刚度;
或,采集多个所述评价车型以所述试验车辆x轴与台车行驶方向夹角放置在台车上,且台车在所述台车碰撞车速下撞击测力墙壁障时车辆前端的碰撞载荷,确定侧面碰撞蜂窝铝壁障前端总体及各区域刚度;其中测力墙壁障与所述评价车型x轴垂直设置。
2.根据权利要求1所述的确定方法,其特征在于,所述对车辆侧面碰撞事故案例进行事故分析,确定蜂窝铝开发的评价车型、可选的台车碰撞车速和可选的试验车辆x轴与台车行驶方向夹角包括:
统计车辆侧面碰撞事故案例中的人员伤亡类型和人员伤亡类型对应的车型,确定不同伤亡类型中各车型的占比;
根据所述不同伤亡类型中各车型的占比,确定蜂窝铝开发的评价车型;
根据车辆侧面碰撞事故案例中的人员伤亡类型、肇事车辆车速和被撞车辆车速,确定台车碰撞车速,以及试验车辆x轴与台车行驶方向夹角。
3.根据权利要求2所述的确定方法,其特征在于,所述台车碰撞车速为40-64km/h。
4.根据权利要求2所述的确定方法,其特征在于,所述试验车辆x轴与台车行驶方向夹角为28-32°。
5.根据权利要求1所述的确定方法,其特征在于,根据权利要求1所述的确定方法,其特征在于,在所述采集多个所述评价车型在35-56km/h的试验车速下正面撞击测力墙壁障时车辆前端的碰撞载荷,确定侧面碰撞蜂窝铝壁障前端总体及各区域刚度之前;或采集多个所述评价车型以所述试验车辆x轴与台车行驶方向夹角放置在台车上,且台车在所述台车碰撞车速下撞击测力墙壁障时车辆前端的碰撞载荷,确定侧面碰撞蜂窝铝壁障前端总体及各区域刚度之前,还包括:
根据测力墙壁障上的各个侧碰区域,确定车辆前端的各区域。
7.根据权利要求1-6任一项所述的确定方法,其特征在于,在所述采集多个所述评价车型在35-56km/h的试验车速下正面撞击测力墙壁障时车辆前端的碰撞载荷,确定侧面碰撞蜂窝铝壁障前端总体及各区域刚度之后还包括:
根据所述侧面碰撞蜂窝铝壁障前端总体刚度和各个所述评价车型碰撞前端总体刚度,计算各个所述评价车型的相关度;所述相关度用于表征评价车型碰撞前端总体刚度与所述侧面碰撞蜂窝铝壁障前端总体刚度之间的相关程度;
根据各个所述评价车型的相关度,确定代表车辆;
采集所述代表车辆以所述试验车辆x轴与台车行驶方向夹角放置在台车上,且台车在所述台车碰撞车速下撞击测力墙壁障时车辆前端的碰撞载荷,确定终版侧面碰撞蜂窝铝壁障前端总体及各区域刚度台车碰撞车速;其中测力墙壁障与所述代表车辆x轴垂直设置。
9.一种侧面碰撞蜂窝铝壁障前端刚度的确定方法,其特征在于,包括:
采用多款SUV车型在35-56km/h的速度下正面撞击测力墙壁障,采集车辆前端的碰撞载荷,计算侧面碰撞蜂窝铝壁障前端总体及各区域的平均刚度;
或,将多款SUV车型以车辆x轴与台车行驶方向夹角为25-35°的角度放置在台车上,台车以40-64km/h的速度撞击测力墙壁障,采集车辆前端的碰撞载荷,计算侧面碰撞蜂窝铝壁障前端总体及各区域的平均刚度;其中测力墙壁障与试验车型x轴垂直设置。
10.根据权利要求9所述的确定方法,其特征在于,在采用多款SUV车型在35-56km/h的速度下正面撞击测力墙壁障,采集车辆前端的碰撞载荷,计算侧面碰撞蜂窝铝壁障前端总体及各区域的平均刚度之后,还包括:
根据所述侧面碰撞蜂窝铝壁障前端总体刚度和各个所述SUV车型碰撞前端总体刚度,计算各个所述SUV车型的相关度;所述相关度用于表征单个SUV车型碰撞前端总体刚度与所述侧面碰撞蜂窝铝壁障前端总体刚度之间的相关程度;
根据各个所述SUV车型的相关度,确定代表车辆;
将代表车辆以代表车辆x轴与台车行驶方向夹角为25-35°的角度放置在台车上,台车以40-64km/h的速度撞击测力墙壁障,采集车辆前端的碰撞载荷,计算终版侧面碰撞蜂窝铝壁障前端总体及各区域的刚度;其中测力墙壁障与代表车辆x轴垂直设置。
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CN114047000B (zh) | 2024-01-02 |
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