轿车侧面碰撞

2024-07-06

轿车侧面碰撞（精选6篇）

轿车侧面碰撞篇1

汽车碰撞试验是研究汽车安全性最准确可靠的方法, 但是由于真实碰撞的过程比较复杂, 试验费用较高。所以通过计算机仿真来分析汽车碰撞, 取代碰撞试验, 已经成为研究汽车安全性的新趋势[1]。

在汽车被动安全的研究领域里, 应用比较广泛的理论和计算方法是在20世纪70年代由美国LawrenceLibermore国家重点实验室提出的CAE有限元分析理论。

本文将利用LS-DYNA软件, 对某轿车的侧面碰撞进行模拟仿真计算, 分析结果, 对汽车安全性予以评价, 为进一步的车身改良提出参考意见。

1 C-NCAP碰撞试验方法

1.1 侧撞实验条件

试验方法如图1。

可变形障碍壁碰撞被测车时的速度为是50 km/h。相碰时速度在距离0.5 m处稳定下来。在被测车的驾驶员位置放置1个假人, 从而测量碰撞时驾驶员的受伤害情况[2]。

1.2 侧撞试验的评价指标

评价整车碰撞性能的重要因素是乘员的伤害指标, 却不是唯一的指标。研究人员将车身对驾驶室的保护性能, 即乘员舱结构的刚性也作为汽车碰撞安全性能的另一重要指标。对于这一指标的判定, 通常采用的参数是碰撞过程中乘员舱的侵入量测量值。对于侧面碰撞中, 一般是通过测量B柱的变形情况, 考虑对假人人体各部位的危害程度。B柱变形情况可以由侵入量及侵入速度来考察。B柱各测量点如下图2, 参数目标值如下表1。

2 仿真模型的建立

2.1 整车有限元模型的建立

利用Hypermesh软件在已建立的有限元模型上进行有限元网格划分。为便于求解计算, 模型右侧车门已略去, 换成4根梁代替。对于一些刚性较大、碰撞过程中几乎不变形吸能的零件, 如发动机、变速箱、转向器等部分也予以省略, 计算碰撞时由mass单元取其配重。以10 mm为网格尺寸的基准, 为保证求解速度, 最小单元尺寸不小于3 mm, 建立的车体有限元模型大约有60万个单元。

2.2 移动壁有限元模型的建立

根据法规要求建立了侧面碰撞移动壁障有限元模型, 轴距3000 mm;总质量950 kg;前后轮距宽1500 mm;重心位于前轴后面1000 mm处, 纵向中心垂直平面内10 mm处;模型前部的碰撞体由独立的相互连接着的块组成, 有6个形变单元, 分成两行, 三个一行。所有单元有同样尺寸, 宽度为250 mm, 高度250 mm;上面的一行单元厚度为440 mm下面的一行单元厚度为500 mm;撞击器的材料是蜂窝铝结构[3]。整个碰撞模拟实验模型如图3所示。

2.3 k文件的建立

定义单元, 单元划分时直径小于8 mm的圆孔都忽略, 所有单元的尺寸大小控制在3～10mm的范围之内。定义材料, 一般选用LS-DYNA软件库中的MAT24材料定义车身板金件;采用MAT20材料定义刚体的门锁、铰接等;MAT100号材料定义BEAM单元。定义连接, 采用的连接方式有点焊和线焊。由Nrbody单元模拟。接触定义, 整车自接触—CONTACT AUTOMATIC SINGLE SURFACE;整车与BEAM之间的接触—C O N T AC T T IE D S H E LL E DGE T O SURFACE OFFSET;整车与MDB的接触—CONTACT AUTOMATIC SURFACE TO SURFACE。

3 结果计算

车辆的碰撞过程一般只有几十毫秒, 该模型计算了碰撞的150 ms响应过程。

从0 ms开始, 移动壁障与车辆开始接触, 在60 ms时车体发生最大变形, 侵入量也达到了最大值, 80 ms时移动壁障基本停止, 车体停止变形, 此后车身结构开始反弹, 100 ms是碰撞基本结束。

如图测量了B柱对应假人各部位以及下端门槛处的侵入量, 并统计出了各点的最大侵入量与最大侵入速度。如图4, 图5所示。

由上表2可知以下几点。

(1) 各点的侵入速度均小于目标值7.5 m/s满足设计要求。

(2) 除门槛处侵入量小于目标值以外其它各部位侵入量都大于目标值, 未满足设计要求。

4 结论

由以上计算结果可知, 该轿车碰撞时会导致驾驶者生存空间不足, 外界侵入速度过快, 存在安全隐患。因此建议更改防撞杆结构并强化B柱结构。

本文采用LS-DY NA软件, 按照C-NCAP侧面碰撞法规建立了某轿车侧碰模型, 进行了CAE仿真计算, 最终提出了该车型结构优化改进建议。该试验车型B柱强度不够, 导致侵入量过大, 驾驶者生存空间不足。建议增加侧面防撞杆强度, 更改B柱结构及强度。

参考文献

[1]杜子学, 彭丽芳.汽车侧面碰撞的计算机仿真分析[J].北京汽车, 2009 (1) :19-2 2.

[2]中国汽车技术研究中心.C-NCAP管理规则[M].天津:中国汽车技术研究中心, 2006:83-85.

[3]GB20071.中华人民共和国国家标准.汽车侧面碰撞的乘员保护[S], 2006.

[4]张君媛, 王海, 马迅.轿车侧面抗撞性简化参数化模型的建立及应用[J].吉林大学学报:工学版, 2009 (3) :300-304

[5]张维刚, 钟志华, 赵幼平, 等.计算机仿真技术在汽车正碰安全性能改进中的应用研究[J].机械工程学报, 2002, 3.

[6]郝琪, 曹淑安, 吴胜军.轿车侧门防撞杆对车门侧碰性能影响的数值模拟研究[M].2008.

[7]刘吉明, 雷刚, 廖林清.车门静态刚度的有限元分析[M].2008 (9) .

轿车侧面碰撞篇2

汽车侧面碰撞中车门内部缓冲泡沫刚度的匹配

基于modeFRONTIER和MADYMO 2种优化软件,以汽车侧面碰撞时驾驶员胸部伤害指标最小、盆骨侧向加速度控制在合理范围内为优化目标,建立汽车内饰结构和缓冲泡沫的仿真模型,对汽车驾驶员侧车门内部侧面缓冲泡沫的刚度匹配进行优化.优化结果显示:合理匹配该缓冲泡沫的刚度,可以明显减小汽车侧面碰撞对驾驶员的`伤害.

作者：陈昌明于永志作者单位：同济大学汽车学院,上海,04刊名：山东交通学院学报英文刊名：JOURNAL OF SHANDONG JIAOTONG UNIVERSITY年，卷(期)：18(1)分类号：U467.1关键词：汽车侧面碰撞缓冲泡沫刚度匹配

汽车侧面碰撞的CAE仿真分析篇3

1 侧面碰撞仿真模型建立

根据企业建模标准并结合GB 20071-2006《侧面碰撞的成员保护》的要求, 建立汽车侧碰模型, 如图1所示:

1.1 模型建模

根据实车数模分别对白车身、底盘、动力、CCB、转向、排气、冷却、开闭件、座椅等系统进行网格划分、材料属性定义、连接设置、建立各总成的碰撞模型。在LS-DYNA软件中, 考虑多应变率的影响, 材料类型主要采用MAT24, 根据BOM选择不同牌号并赋予属性。实际碰撞中发动机、变速箱、轮毂等刚度较大, 较其他部件变形较小, 采用MAT20材料定义为刚体, 缩减计算量。根据连接类型, 点焊采用MAT100 HEXA, 二保焊采用RB2连接, 玻璃胶、结构胶、减震胶分别进行设置, 并建立运动件的各类铰接关系[2]。

1.2 整车搭建

各分总成模型建立后, 根据号段规则对节点、部件等分别编号, 最后采用PATCH方式, 建立总成间的连接。整车模型接触主要包括, 整车自接触以及MDB壁障与整车模型的接触, 焊接、涂胶等接触特性在各分总成里面各自设置。通过区域配重调整仿真模型与整车质心基本一致, 根据实车碰撞标准进行轿车与壁障碰撞姿态调整, 由此建立整车侧面碰撞模型。

1.3 边界及输出定义

跟据GB20071-2006侧面碰撞的乘员保护, 定义壁障的初速度为13.89m/s, 即50Km/h;建立B柱相对应区域的加速度计, 来输出碰撞过程中相应的变形数据;根据碰撞实际计算时间控制在150ms。

2 仿真实例分析

侧面碰撞基本过程较短, 车体基本在数秒内停止运动, 而与车体碰撞变形、假人损伤相关的时间基本在150ms内, 因此对碰撞结果主要在此区间进行评价。

2.1 碰撞结果分析

侧面碰撞过程中, 车辆静止, 壁障以50Km/h速度, 以R点为中心横向冲击车辆侧面, 伴随门、B柱等的侵入逐步增大, 整车开始运动, 直至与壁障速度相同, 达到侵入极值。对于乘员假人, 相当于从静止状态, 受到门、B柱饰板等的挤压开始运动, 直至达到门饰板侵入极值的过程。由时序分析可知, 整车速度极值与门侵入极值是不一样的, 在此过程中, 与假人直接相关的便是门、B柱饰板等的侵入量, 考虑实车测量、门与B柱变形的相应关系, 取B柱上相应特征区域点作为指标进行评价[3,4]。

根据碰撞动画进行时序分析, 0ms, 移动壁障刚好接触到汽车;20ms, 门侵入速度达到极值, 侵入量持续增大;30ms, 车体侵入速度快速上升, 门相对侵入量基本达到最大;40ms, 车体侵入速度达到极值;55ms, 车体相对侵入量达到极值;80ms, 门、车体速度反弹, 整车侵入量保持稳定, 车身变形基本停止。此后, 整车仿真碰撞过程稳定, 直至结束。

将CAE仿真计算结果记录在表1中, 可以发现该款车型B柱相对假人各指标区域, 变形较大, 侵入速度较高。如此, 无法保障侧面碰撞中假人的生存空间, 对损伤值影响较大, 约束系统匹配开发的基础条件较差。

2.2 碰撞结构优化

针对碰撞变形情况, 需要对B柱、门槛、座椅安装横梁、后地板横梁等进行优化加强。主要方法有:

(1) 对B柱顶端, 顶棚横梁搭接区域适当加强, 上部形成有效支撑。

(2) B柱中部过早折弯是整体胸部、腹部变形量大的主要因素, 因此需要对B柱补强板适当优化加强, 使B柱加强板在壁障撞击下整体挤压, 变形连续不发生突变。

(3) 从变形动画可见, 门槛地板区域侵入较大, 影响主驾座椅姿态, 需要对门槛梁适当加强, 并通过后地板横梁、座椅安装横梁等结构优化, 材料提升来形成对门槛的有效支撑, 使冲击力非碰撞区域有效传递。

通过结构优化, 仿真计算结果见表2, 对比原模型与优化模型, 相对侵入量与绝对侵入速度均有明显改善。

3 结语

本文根据侧碰法规, 建立汽车侧面碰撞模型, 通过CAE仿真分析, 针对车体变形情况进行分析评价, 通过结构优化达到提升车体结构耐撞性的效果。CAE对缩短车体结构设计周期, 降低项目开发成本效果明细, 优化方案可为汽车被动安全开发提供参考。

摘要：汽车被动安全开发, 需要进行大量的整车碰撞和SRS验证, 周期较长, 过程复杂。随着GB、C-NCAP等评价要求的提高, 往往需要投入高昂的开发费用, 而进行汽车碰撞安全的CAE仿真计算, 并进行结构优化模拟, 逐步成为研究汽车耐撞性的必然选择。本文对汽车侧碰进行建模, 根据仿真结果对基础车型进行评价, 并通过结构优化提升车体结构耐撞性, 为后续开发提供参考。

关键词：汽车,侧面碰撞,CAE仿真分析

参考文献

[1]张金换, 杜汇良, 马春生等.汽车碰撞安全性设计[M].北京:清华大学出版社, 2010.

[2]胡远志, 曾必强, 谢书港.基于LS-DYNA和Hyper Works的汽车安全仿真与分析[M].北京:清华大学出版社, 2011.

[3]林程, 王文伟, 陈潇凯.汽车车身结构与设计[M].北京:机械工业出版社, 2014.

轿车侧面碰撞篇4

1 研究方法

1.1 车辆及骑车人模型

本文中的电动自行车为具有脚踏功能的电动自行车, 即该类车型不仅具有电机同时还具备脚踏功能。不包括装有仅能通过电机驱动的辅助引擎的电动助力车 (电动摩托车) 。利用PC-Crash事故再现仿真软件建立车辆、骑车人和电动车模型。

1.2 试验方案

在实际的车辆与电动自行车的侧面碰撞事故中, 电动车与车辆的碰撞位置具有一定的随机性, 为了简化碰撞条件, 将侧面碰撞事故分为三种形态, 分别是前轮碰撞、中间碰撞和后轮碰撞。

根据三种碰撞形态设置三组对应仿真试验, 即前轮碰撞、中间碰撞和后轮碰撞仿真试验。考虑在实际城市道路中交通拥堵严重, 导致车辆行驶速度并不高, 因此, 车辆行驶速度范围设置为20～80km/h。

碰撞事故发生时, 驾驶员当发现紧急情况时通常会采取紧急制动措施, 因此, 本文也设置在侧面碰撞发生前瞬间驾驶员采取紧急制动。

2 骑车人头部损伤

2.1 头部与发动机罩碰撞位置影响因素

当车辆侧面撞击静止的骑车人时, 可以通过骑车人头部与发动机罩的碰撞位置初步判断车辆的撞击速度。并且, 电动自行车有无速度时头部与发动机罩纵向撞击位置差别较小, 横向位置差别较大。当碰撞车速高于60km/h时, 多数情况下骑车人头部会与风挡玻璃相撞。在不同的侧面碰撞形态下骑车人头部与发动机罩碰撞的位置对于车辆安全技术具有重要的意义, 特别是能够对发动机罩机械系统和行人/骑车人安全气囊等系统的设计提供重要的科学依据。

2.2 骑车人头部HIC

目前, 国际上通常利用头部伤害指标HIC (he ad injury crite rion) 作为人体头部损伤程度的判断依据。通常, HIC=1000作为头部冲击伤害的安全界限。计算得到骑车人头部伤害指标与碰撞速度的关系:HIC值随碰撞车速的增加而显著上升。当碰撞车速低于50km/h时, HIC值随碰撞车速的增加而上升的趋势不明显;当碰撞车速高于50km/h时, HIC值随碰撞车速的增加而显著增加, 但前轮碰撞HIC增加趋势总体上要低于中间碰撞和后轮碰撞。当碰撞车速低于50km/h时, 三种碰撞形态下的HIC均低于1000。这说明在该车速条件下骑车人受到的伤害基本处于安全界限范围内。

3 抛距仿真模型及对比

3.1 人体抛距模型及对比

根据仿真所得的人体抛距及车辆碰撞速度数据结果, 以碰撞车速为自变量, 人体抛距为因变量, 利用幂函数拟合, 分别建立骑车人在不同的侧面碰撞位置下的抛距回归模型。

对比Burg实车碰撞试验所得的模型可以看出, 当碰撞车速较低时 (<60km/h) , 相同碰撞车速下Burg模型抛距较大, 这主要因为Burg利用假人骑自行车静止固定在车辆前方, 然后让汽车以不同的车速撞击自行车, 由于自行车以及骑车人整体质量与电动自行车与骑车人整体质量相比较轻, 因此在地面的当量摩擦系数较小, 最终导致人体的抛距较远。车辆撞击电动车和自行车时人体的抛距从趋势变化来说具有一定的相似性, 不同之处是撞击自行车时人体抛距较远。从对比结果来说, 本文利用仿真得出的车辆-电动车人体抛距模型 (电动车静止) 具有一定的有效性。该模型主要适用于车辆撞击静止的电动自行车, 这种情况通常是在复杂的交通环境下, 电动自行车由于避让其他车辆或行人等突然刹车, 从其侧向行驶过来的汽车避让不及而导致碰撞事故的发生。

3.2 电动自行车抛距模型

当碰撞时刻电动自行车静止时, 电动车抛距数据分布较离散。对于各碰撞拟合曲线, 前轮碰撞拟合效果相对较好 (R2=0.88) , 因此该模型具有一定的实用性, 而中间和后轮碰撞电动车抛距离散较大, 不具有实用性。这一点在实际的模型使用中应特别注意。

当碰撞时刻电动自行车行驶速度为20km/h时, 电动车抛距拟合曲线分布趋势相近, 但数据分布较离散。对于各碰撞拟合曲线, 后轮碰撞抛距拟合效果相对较好 (R2=0.89) , 因此该模型具有一定的实用性, 前轮和中间碰撞电动车抛距离散较大, 不具有实用性。在实际的仿真中发现, 车辆撞击静止的电动车时, 当碰撞车速低于30km/h时, 电动车撞后向右侧翻倒在地面上滑移至静止, 车速较高时, 电动车倒地后车身部分会卡在汽车底部, 或者车辆直接碾过电动车;车辆撞击行驶速度为20km/h的电动车时, 电动车在地面通常为水平滑移和旋转的复合运动。因此, 碰撞车速、位置均对电动车碰撞后的运动产生较大的影响。总体说来, 对于电动车抛距模型, 应特别注意使用条件, 即碰撞静止的电动车前轮和碰撞以20km/h行驶的电动车后轮时的电动车抛距具有一定的实用性, 但由于模型的拟合效果并不高, 因此通过电动车在事故现场的抛距对车辆碰撞速度只能在一个较宽的范围内作出预测, 模型使用的局限性较大, 但是可以作为事故再现的辅助信息, 再结合事故现场其他信息综合判定车辆的碰撞车速。

4 结论

4.1 电动自行车有无速度时头部与发动机罩纵向撞击位置差别较小, 横向位置差别较大。

当碰撞车速高于60km/h时, 多数情况下骑车人头部会与风挡玻璃相撞。因此可以通过骑车人头部和发动机罩的碰撞位置与汽车发动机罩前缘的纵向距离初步判断碰撞车速。骑车人头部与发动机罩碰撞的位置也能够为发动机罩机械系统和行人/骑车人安全气囊等车辆安全系统的设计提供重要的科学依据。特殊情况下, 如车辆撞击行驶速度为20km/h的电动自行车后轮时, 当碰撞车速低于40km/h时, 骑车人直接从发动机罩上部翻滚并跌落至地面, 头部未与发动机罩相撞, 这一点应在实际的事故分析中注意。

4.2 人体头部HIC值随碰撞车速的增加而显著上升。

当碰撞车速超过50km/h时, 除车辆与静止电动自行车前轮碰撞形态下HIC低于1000外, 其他碰撞形态下的HIC均高于1000的安全界限, 因此, 50km/h在一定条件下可以作为电动自行车骑车人头部伤害的碰撞车速阈值。

4.3 本文建立的骑车人抛距仿真模型考虑了电动自行车的行驶速度, 因此更具有普遍意义。

对比Burg提出的基于实车碰撞的自行车抛距模型, 结果表明本文建立的骑车人抛距仿真模型是有效的。同时也证明了本文利用仿真再现电动自行车事故的方法是可行的。但从具体应用上来说, 还需要通过真实案例和实车碰撞试验来进一步修订和改进模型。

参考文献

[1]林庆峰, 许洪国.基于PC-Crash的轿车行人高速碰撞仿真模型[J].汽车工程, 2007, (7) :562-565.

[2]林庆峰, 许洪国.汽车行人碰撞抛射仿真模型[J].汽车工程, 2007, (4) :296-303

轿车侧面碰撞篇5

1.1 车门变形原理分析

如图1, 在壁障撞击车体过程中, 车门外板的变形过程大致上分为三个阶段:

第Ⅰ个阶段, 壁障开始撞击车门下缘, 车门内板下缘与门槛上缘紧贴产生摩擦作用, 两者一起运动, 且没有发生相对位移, 使得选取点位移变化不大;第Ⅱ个阶段, 当车门板下缘所受冲击力能克服摩擦力和门槛变形力时, 车门板下缘相对于门槛开始滑动, 使得选取点位移开始变大, 且迅速增加;第Ⅲ个阶段, 当车门板下缘所受冲击力逐渐减小时直到为零时, 车门内板下缘开始回弹, 使得选取位移逐渐下降, 趋于平衡。

1.2 摩擦力控制参数选取

LS-DYNA软件中的摩擦采用Coulcomb摩擦列式与等效弹塑性弹簧模型。摩擦通过设置接触中非零的静、动系数来激活。计算机仿真分析中, 车门与侧围接触过程中的摩擦系数由静摩擦系数FS、动摩擦系数FD、指数衰减系数DC和相对滑动速度vrel组成, 并认为:

不同类型的问题对摩擦系数的敏感性是不同的, 有时可能存在很大的差异。原仿真结果中A2车门外板变形较试验值小, 可能原因在于车门下缘与门槛上缘摩擦力过大所导致。故可以通过极限分析, 即设置FS和FD下限的方法确定摩擦的敏感性。选取FS、FD以及DC均为零, 经过计算机仿真分析, 左前车门变形形态与试验中车门变形形态相似 (如图2) , 说明摩擦力对车门变形影响较大。

通过公式 (1) 可以分析出, 如静、动摩擦系数不同, 则FD应小于FS, 同时必须指定非零的衰减系数DC。对于伴有数值噪声的问题, FS、FD通常设为相同的值, 以避免额外噪声产生。文中选取不同FS、FD以及DC来讨论摩擦力对车门变形的影响 (如表1) 。

通过图2和图3, 得出结论: (1) 当衰减系数VC值为零时, 摩擦力参数设定越大, 车门外板侵入量越小, 说明摩擦力对车门变形的影响是反向的; (2) 较小的衰减系数对车门外板变形的影响有限。

2 仿真比较与分析

选取B柱与假人对应的4个点 (如图4) , 与试验对比分析 (如图5) , 前60ms侵入速度均小于8m/s, 满足目标限制, 仿真相似度达到95%以上。

选取仿真分析结果中车门内板与假人肘部、胸部、腹部和骨盆对应的4个点 (如图6) , 与试验对比分析 (如图7) , 前60ms侵入速度均小于8m/s, 满足目标限制, 除肘部位置受玻璃升降器影响仿真误差较大外, 其余位置仿真相似度达到90%以上。

3 结论

文章中分析了侧面碰撞中摩擦力对车门变形的影响规律, 提出了摩擦力控制参数的选取方法。得出摩擦力控制参数对变形的影响有限。通过控制摩擦力参数, 对仿真模型进行了标定, 与试验相比, 关键控制点的侵入速度相似度可达到90%以上。对提高侧面碰撞仿真分析精度做出了贡献, 为精细化仿真分析打下了基础。

参考文献

轿车侧面碰撞篇6

近年来汽车工业的快速发展，中国已成为汽车产销第一大国，2014年汽车销量达到2349万辆，连续六年排名全球第一。随车汽车保有量的增加，我国的交通事故及所造成的人员伤亡及财产损失一直高居不下，尤其是事故发生频率较高的侧碰。由于我国城市道路的交叉路口以平面交叉为主，机动车、非机动车混合交通现象极为严重，导致交通事故类型中汽车侧面碰撞的事故发生率极高，根据交通事故统计，侧面碰撞是交通事故的主要形式，约占事故总数的30%，仅次于正面碰撞。由于汽车乘员舱侧面车身强度相对于其他区域较弱，侧围缺少有效的吸收碰撞能量的装置，且缓冲吸能的空间有限，侧面碰撞往往对乘员产生较大的伤害。文章着重研究在侧面碰撞中，座椅性能与侧碰乘员伤害的相关联系。

1 侧面碰撞中乘员伤害机理分析

由于车身特有的结构，侧面碰撞缓冲空间很小。为了减少乘员在侧面碰撞过程中受到的伤害，车身设计要充分考虑车身的强度与刚度之间的兼容性，既要保证乘员舱不要发生较大的变形，又要通过变形吸收尽可能多的能量。侧面碰撞乘员保护的研究包括了两方面的内容：一是如何提高汽车的耐撞性，即在保证乘员安全空间的前提下，使得汽车被撞击部位的塑性变形尽量大，吸收较多的能量，降低汽车减速度的峰值，缓解一次碰撞的强度，从而使传递到乘员的碰撞能量降低到最小；二是设计匹配合理的乘员约束系统，通过座椅、安全带和气囊的作用，减缓二次碰撞的强度，从而达到保护乘员的目的。

从侧面碰撞力的传递途径来看，座椅在力的传递过程中有着举足轻重的作用。如果在碰撞过程中座椅不能保持其可靠性或者设计缺陷，对假人的伤害会存在较大的风险。

2 汽车座椅在侧碰中对乘员伤害的影响

2.1 座椅靠背

研究背景：在某轿车车身结构已确定且无侧面气囊的情况下，拟通过对座椅骨架及内饰的优化来达到提高侧面碰撞性能。通过该车型50km侧面碰撞摸底试验数据分析，假人下肋骨位移为42.9mm，超过GB11551中的要求，其他均满足要求。试验后经过查看座椅骨架，发现靠背两侧支架基本无变形，刚度较大，假人伤害可能受此影响。

通过原因分析，我们制定了方案一：靠背两侧支架钢丝由8mm改为5mm，靠背由钢丝改为三根蛇形弹簧。试验后，假人下肋骨位移为24.91mm，改进效果明显，中肋骨位置35.18mm，比较正常，但是上肋骨位移没有好转，与摸底状态基本一样，仍然存在风险。通过查看座椅骨架，发现靠背两侧支架变形明显，疑为假人背板及肋骨受力所致。

在方案一的基础上，我们制定了方案二：靠背两侧支架改为钢板并在内侧增加了泡沫，靠背由钢丝改为三根蛇形弹簧。试验后，假人下肋骨位移为15.87mm，效果进一步改善，中肋骨位置34.28mm，基本正常，上肋骨位移为36.6，改进效果明显。

结合侧面碰撞的特点，我们确定了优化方案的思路，即通过改变座椅靠背骨架的结构，使肋骨与车门发生接触的时刻相对于盆骨尽可能晚些，达到减小肋骨伤害的目的。同时为了避免假人在运动过程中与座椅侧翼骨架产生较大的作用力，在不影响舒适性的前提下将座椅靠背及坐垫泡沫加硬，使假人的相对位置向前向上偏移，可有效地减小背板力的作用。

2.2 座椅的纵向位置

在C-NCAP与E-NCAP评价规程中，关于侧面碰撞前排座椅的调节位置有所不同，C-NCAP要求座椅调节到纵向行程的中间位置，E-NCAP要求调节到理论R点座椅状态位置与最前端的中间位置。对于座椅设计R点位置非座椅最后状态位置的车辆，在进行E-NCAP测试是座椅位置比C-NCAP测试的座椅位置靠前，会对假人的伤害值有什么影响呢？我们用同一款车型做了C-NCAP与E-NCAP侧碰对比研究。

通过试验发现，座椅纵向位置越靠前，对假人伤害越不利。按照E-NCAP规则测试时座椅位置比C-NCAP测试靠前，假人伤害也相对较严重。

在进行标准的碰撞测试时，座椅的纵向位置都有统一的要求，但在实际驾驶过程中，乘员要根据自己体型调节座椅的位置。根据车身结构的特点，理论上座椅纵向位置越靠近B柱，越安全，越往前，车门的变形越大，对乘员的伤害就越高。

2.3 座椅高低位置

在C-NCAP评价规程中侧面碰撞前排座椅的高度调节位置，要求调节到中间位置或设计位置，两个位置会对假人的伤害值有什么影响呢？我们用同一款车型做了C-NCAP测试规则座椅不同高度位置的对比研究。

通过试验发现，座椅垂直位置越高，对假人伤害越不利。在进行碰撞测试时，座椅的高低位置直接决定了假人的姿态，即假人的肋骨、腹部与车门内饰板的接触位置，设计上是尽量避免肋骨与内饰板、扶手等突出的位置接触。

2.4 座椅固定点

由于座椅固定的不够牢固，某款车型在侧面碰撞测试过程中螺栓被拉脱，致使座椅状态发生较大的变形，不能更好地约束假人，假人下肋骨位移超过42mm，因此座椅固定点也是影响侧碰性能因素之一。

3 结束语

气囊、安全带等对乘员起到重要的至关重要的保护作用，通过文章的分析，座椅系统的对安全的作用也不可忽视，座椅的骨架刚度、形式及座位的位置等都直接影响乘员伤害的程度。设计座椅时建议从以下几个方面考虑：

(1）座椅靠背两侧支架为吸能件，应考虑在一定条件下可以溃缩。

(2）座椅靠背弹簧的形式、数量及间距等设计，对于降低乘员伤害值作用也很大，因此设计时予以重点考虑。

(3）座椅的相对位置关系也直接影响乘员的伤害程度，从设计之初就应该从安全、人机等多方面考虑，尽量避免乘员肋骨与内饰板、扶手等突出的位置接触，后期在安全性能开发过程中会起到事半功倍的效果，不仅可以减少成本，还可以节省时间。