• <tr id="yyy80"></tr>
  • <sup id="yyy80"></sup>
  • <tfoot id="yyy80"><noscript id="yyy80"></noscript></tfoot>
  • 99热精品在线国产_美女午夜性视频免费_国产精品国产高清国产av_av欧美777_自拍偷自拍亚洲精品老妇_亚洲熟女精品中文字幕_www日本黄色视频网_国产精品野战在线观看 ?

    TNO-10型碰撞假人的研制

    2014-02-09 09:07:21王欣馬瑞雪金浩席梓軒印炯
    客車技術(shù)與研究 2014年2期
    關(guān)鍵詞:假人大腿小腿

    王欣,馬瑞雪,金浩,席梓軒,印炯

    (1.重慶車輛檢測(cè)研究院國(guó)家客車質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心,重慶401120;2.重慶宇杰汽車設(shè)計(jì)有限公司,重慶401122;3.上海冠馳汽車安全技術(shù)有限公司,上海201601)

    TNO-10型碰撞假人的研制

    王欣1,馬瑞雪1,金浩2,席梓軒2,印炯3

    (1.重慶車輛檢測(cè)研究院國(guó)家客車質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心,重慶401120;2.重慶宇杰汽車設(shè)計(jì)有限公司,重慶401122;3.上海冠馳汽車安全技術(shù)有限公司,上海201601)

    詳細(xì)闡述主要用于座椅和安全帶動(dòng)態(tài)試驗(yàn)的TNO-10型碰撞假人的結(jié)構(gòu)、材料和制作工藝,并以小腿部件為例,論述制作過程,為TNO-10假人的制作提出明確思路。

    TNO-10;安全帶;動(dòng)態(tài)試驗(yàn);碰撞假人;制作工藝

    1 假人的總體概述

    在汽車道路運(yùn)輸中,座椅和安全帶作為直接與乘員接觸的部件,對(duì)乘員安全起到了重要的保護(hù)作用。如何驗(yàn)證座椅和安全帶的保護(hù)性能,目前最直觀、最可行的辦法就是開展動(dòng)態(tài)碰撞試驗(yàn)。但是在進(jìn)行座椅和安全帶動(dòng)態(tài)試驗(yàn)時(shí),常需要用到作為準(zhǔn)確配重用的TNO-10型碰撞假人。當(dāng)座椅或安全帶在試驗(yàn)中失效時(shí)會(huì)導(dǎo)致該假人直接飛出撞擊到地面或者工裝上,對(duì)假人將造成很大損傷;而現(xiàn)在試驗(yàn)中所用的TNO-10假人均從專門生產(chǎn)碰撞試驗(yàn)用假人的美國(guó)HUMANETICS公司進(jìn)口,價(jià)格將近2萬美元,并且假人損傷后的維修費(fèi)用也相當(dāng)高;而在座椅和安全帶設(shè)計(jì)初期開展的動(dòng)態(tài)研發(fā)試驗(yàn)中,樣品失效的概率較高,導(dǎo)致碰撞假人的損傷較多,影響假人的使用壽命,從而導(dǎo)致產(chǎn)品研發(fā)的試驗(yàn)成本很高。

    如果能夠國(guó)產(chǎn)制作滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的TNO-10假人,就能避免購買國(guó)外昂貴假人、以及購買周期長(zhǎng)的問題;同時(shí),如果假人在使用過程中發(fā)生損壞,也能夠自行維修,降低使用成本。所以研制國(guó)產(chǎn)假人可以降低產(chǎn)品試驗(yàn)成本、提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)效率、縮短開發(fā)周期,還可以促進(jìn)國(guó)產(chǎn)高端儀器設(shè)備的開發(fā)水平。國(guó)內(nèi)除我院外,湖南大學(xué)、上海冠馳公司也在開展TNO-10假人的研制。

    項(xiàng)目組依據(jù)與TNO-10假人設(shè)計(jì)要求相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)ECER16[1](對(duì)應(yīng)國(guó)標(biāo)GB 14166[2])和TNO-10假人的使用手冊(cè)[3],對(duì)TNO-10假人的結(jié)構(gòu)、材料和主要部件的制作工藝進(jìn)行了詳細(xì)研究。文中提到的假人均指TNO-10假人。

    2 TNO-10型碰撞假人的結(jié)構(gòu)研究

    TNO-10假人為無上肢的獨(dú)腿假人,如圖1所示,質(zhì)量約75 kg。本文將假人分為小腿、大腿、軀干、頸和頭部等主要部件。通過對(duì)進(jìn)口假人的部件進(jìn)行掃描,得到假人主要部件的三維模型[4]。

    2.1 小腿的結(jié)構(gòu)研究

    該假人只有一條小腿。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)所示,由三個(gè)元件構(gòu)成:腳底板、薄壁管、膝關(guān)節(jié)套。薄壁管上覆蓋了一層模擬肌肉的聚氨酯材料,一端連著剛性腳板,另一端連著一個(gè)鋼管。

    剛性腳板模擬人的腳,薄壁管模擬小腿的腿骨,另一端的鋼管是以膝關(guān)節(jié)套模擬膝部關(guān)節(jié)。小腿可以如同正常人一樣往后運(yùn)動(dòng),在膝關(guān)節(jié)套上有兩個(gè)限位塊可限制小腿相對(duì)大腿的運(yùn)動(dòng),標(biāo)準(zhǔn)要求小腿從直線位置能向后轉(zhuǎn)動(dòng)120°。小腿最外層材料為聚氨酯,模擬小腿肌肉皮膚。

    在標(biāo)準(zhǔn)中明確規(guī)定了小腿骨架的尺寸,但是其內(nèi)部中鋼骨架與肌肉之間的相對(duì)位置還是很不清楚。項(xiàng)目組通過查找資料得到假人小腿骨架和肌肉的相對(duì)關(guān)系,如圖2所示。同時(shí)完成三維模型[5],如圖3所示。

    2.2 大腿的結(jié)構(gòu)研究

    TNO-10假人有兩條大腿。大腿由三個(gè)元件組成:膝關(guān)節(jié)套、大腿桿、臀軸套。大腿干的兩端為模擬臀關(guān)節(jié)套和膝關(guān)節(jié)套之間的的鋼管。膝關(guān)節(jié)套是模擬小腿和大腿之間的關(guān)節(jié)部分。大腿桿是模擬大腿骨,臀軸套是模擬大腿和胯骨之間的關(guān)節(jié)連接。

    通過X光照射來大致確定假人大腿“骨架”和“肌肉”的相對(duì)關(guān)系,并完成三維模型,如圖4所示。

    2.3 軀干的結(jié)構(gòu)研究

    軀干主要包括為一層模擬肌肉皮膚的聚氨酯材料和鋼骨架。鋼骨架包括以下元件:模擬軀干和臀部連接的關(guān)節(jié)部分的臀軸套管,模擬人體脊柱的滾子鏈、鏈?zhǔn)竭B接件,模擬胸骨的鋼板,模擬假人脊椎的轉(zhuǎn)動(dòng)部分,模擬肋骨的鋼板,完成三維模型,如圖5所示。

    2.4 頭頸部的結(jié)構(gòu)研究

    頭部是空心的,內(nèi)部有一層玻璃鋼模擬頭骨,外面覆蓋一層聚氨酯。頸部由7個(gè)模擬頸椎的聚氨酯套環(huán)組成。頸部的剛度由軀干結(jié)構(gòu)中的滾子鏈的張緊程度來調(diào)整,滾子鏈的張緊程度決定了假人的身高,完成三維模型,如圖6和圖7所示。

    2.5 關(guān)節(jié)及其他部件的結(jié)構(gòu)研究

    像真人一樣,TNO-10假人也通過關(guān)節(jié)將部件連接起來。有大腿和小腿連接的膝關(guān)節(jié),軀干和大腿連接的臀關(guān)節(jié),頭部和頸部的頸椎關(guān)節(jié),并且對(duì)關(guān)節(jié)之間的摩擦力有嚴(yán)格規(guī)定。這些相關(guān)關(guān)節(jié)的部件都有明確、規(guī)范的尺寸,按照材料要求選材和加工即可。

    除了上述主要部件外,其他部件如張緊器總成、張緊板等標(biāo)準(zhǔn)都有明確規(guī)定,并按照標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行制作。涉及到的滾子鏈、螺栓和螺母等進(jìn)行外購。圖8為最終的假人三維模型示意圖。

    3 TNO-10型碰撞假人的材料及工藝研究

    3.1 材料研究

    根據(jù)ECER16[1]標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,假人的材料主要包括聚氨酯、鋼骨架、聚酰氨和聚苯乙烯泡沫。其中最重要的為皮膚肌肉模擬材料即聚氨酯,下面以該材料為例進(jìn)行研究。

    1)密度的測(cè)量。假人的皮膚肌肉材料主要為PU123 CH聚合物,硬度為肖氏A50~60。主要使用范圍包括假人頭部、頸部、假人軀干、肩板、大腿和小腿的覆蓋物、軀干配重塊。據(jù)了解,聚氨酯的密度范圍較大。為了能夠準(zhǔn)確制作假人,需要知道材料的具體密度。利用水溢法測(cè)量幾個(gè)部件的密度,數(shù)字略有差異。為了便于調(diào)制材料,本項(xiàng)目中將假人皮膚肌肉的密度值進(jìn)行統(tǒng)一。

    2)材料添加劑的研究。調(diào)研得知一般聚氨酯材料密度很少能達(dá)到該值。為了達(dá)到此密度,項(xiàng)目組在全國(guó)范圍內(nèi)廣為搜索。最后通過多次研制,通過在購置的新型液體聚氨酯材料中添加適量的固化劑[6-7],可使其密度和硬度均達(dá)到和滿足ECER16[1]的要求。

    3.2 制作工藝研究

    3.2.1 假人部件的工藝研究

    項(xiàng)目組提出了三種關(guān)于假人部件制作工藝的實(shí)施方案[8-9]:鋁合金模具鑄塑成型法、簡(jiǎn)易鐵盒鑄塑及數(shù)控銑床雕刻成型法和ABS模具成型法。下面以小腿部件為例進(jìn)行闡述。

    1)鋁合金模具鑄塑成型法。用進(jìn)口TNO-10假人小腿部件來翻制石膏模,再用石膏模鑄造鋁合金模具。將小腿骨架固定在模具中,用聚氨酯材料在130℃~140℃的溫度下進(jìn)行發(fā)泡處理。優(yōu)點(diǎn):外觀造型準(zhǔn)確;缺點(diǎn):模具造價(jià)高,工期長(zhǎng)。

    2)簡(jiǎn)易鐵盒鑄塑及數(shù)控銑床雕刻成型法。用假人小腿部件的三維模型制作簡(jiǎn)易鐵盒模具,將部件骨架固定在模具中適當(dāng)位置,用聚氨酯材料在130℃~140℃的溫度下,在鐵盒模具中進(jìn)行發(fā)泡處理。再用數(shù)控銑床等設(shè)備,按照假人小腿模型的三維數(shù)據(jù)進(jìn)行仿型雕銑。優(yōu)點(diǎn):模具造價(jià)低;缺點(diǎn):肖氏硬度為50 A的聚氨酯不易雕銑。

    3)ABS模具成型法。用小腿部件的三維模型制作ABS模具,將部件骨架固定在模具中適當(dāng)位置并合模,用聚氨酯材料進(jìn)行澆注成型,將澆注好的模具放入烤箱內(nèi)烘烤完成,最后將模具打開取出產(chǎn)品。優(yōu)點(diǎn):成本低于鋁合金模具,部件外廓精度高;缺點(diǎn):模具的使用頻次較鋁合金模具的少。

    根據(jù)每種方案的特點(diǎn),綜合考慮到成本和假人部件外廓的精確性,最終選用ABS模具成型法。為了解決密度差異帶來研制假人部件的質(zhì)量誤差,在利用假人的三維模型制作模具時(shí),在保證TNO-10假人部件尺寸滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的前提下,通過微調(diào)模具的尺寸來保證研制假人的部件質(zhì)量滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

    3.2.2 假人部件的制作

    下面以假人下腿部件為例,進(jìn)行制作過程說明。

    1)小腿骨架。小腿由三個(gè)元件構(gòu)成:腳底板、薄壁管、小腿膝關(guān)節(jié)套。按照標(biāo)準(zhǔn)要求,加工了這三個(gè)元件并組裝焊接完成。如圖9所示小腿骨架及整體骨架。

    2)小腿外廓。

    ①開ABS模具。將假人小腿部件分成上下模,數(shù)控加工中心利用小腿三維模型的表面數(shù)據(jù)做出三維模具,如圖10所示。之后利用三維模具的數(shù)據(jù)用減法逐步完成開模,并對(duì)模具進(jìn)行修整、打磨,以確保上下模具貼合緊密和表面光滑,得到如圖11所示模具。將脫模劑噴到上下模的表面。

    ②澆注聚氨酯成品。首先根據(jù)X光照片和標(biāo)準(zhǔn),要求在ABS模具上做好位置支點(diǎn)。再根據(jù)假人具體部件的質(zhì)量要求,將液態(tài)澆注料和固化劑按設(shè)定的比例倒入一個(gè)空桶后攪拌均勻,并抽真空后將材料澆注到模具中。將澆注好的模具放入真空注型機(jī)內(nèi)再抽一次真空,完成后放入烤箱烘烤1 h。烘烤完成后,將上下模打開取出成型出假人小腿部件,見圖12。自制假人的小腿部件質(zhì)量為8.9 kg,滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的9.0±0.5 kg。

    3)參照小腿的制作,分別制作了頭頸部、軀干、大腿等部件,并通過組裝和標(biāo)定[10]最終形成實(shí)體假人,如圖13所示。最后對(duì)研制假人的質(zhì)量、尺寸和質(zhì)心與標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比對(duì)分析,均滿足標(biāo)準(zhǔn)要求[11]。

    Developmentof TNO-10Crash Dumm y

    Wang Xin1,Ma Ruixue1,Jin Hao2,XiZixuan2,Yin Jiong3
    (1.Chongqing VehicleTest&Research Institute,NationalCoach Quality Supervision&TestCenter,Chongqing 401122,China; 2.Chongqing YujieAutoDesign Co.,Ltd,Chongqing 401122,China; 3.ShanghaiGuanchiAutomobile Safety Technology Co.,Ltd,Shanghai 201601,China)

    The authorsput forward thestructuresmaterialsandmanufacture technologiesof TNO-10 crash dummy, and taking the low leg as an example to show themanufacture progress,and provide the clear advice for TNO-10 crash dummymanufacture.

    TNO-10;safety belt;dynamic test;crash dummy;manufacture technology

    U 463.83+6;U 467.1+2

    B

    1006-3331(2014)02-0051-03

    重慶市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局項(xiàng)目“TNO-10型汽車碰撞用測(cè)試假人的研究”,項(xiàng)目編號(hào):2010-KY-07

    王欣(1972-),女,碩士;副研究員;主要從事汽車被動(dòng)安全研究工作。

    猜你喜歡
    假人大腿小腿
    玉米薏苡仁利水湯可改善小腿腫脹
    鼠國(guó)要上天之假人試飛員
    基于MPDB前排乘員調(diào)節(jié)的Thor與Hybrid-III50%假人姿態(tài)差異對(duì)比
    大腿肌內(nèi)顆粒細(xì)胞瘤1例
    石氏三色膏治療小腿腓腸肌損傷60例
    中成藥(2018年10期)2018-10-26 03:41:40
    兒童Q、P假人在C-NCAP-CRS碰撞試驗(yàn)中各評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)比分析
    基于靜態(tài)沖擊的WorldSID與ES—2假人特性對(duì)比研究
    腓骨皮瓣加外固定器修復(fù)脛骨缺損伴小腿軟組織缺損
    吃肉長(zhǎng)肉
    父與子
    昂仁县| 博客| 青铜峡市| 巴彦淖尔市| 宣城市| 和顺县| 文昌市| 疏勒县| 青阳县| 宾川县| 敦化市| 台东市| 梧州市| 西吉县| 蒙阴县| 古浪县| 建湖县| 大石桥市| 团风县| 桐梓县| 额敏县| 东乡县| 张北县| 亚东县| 五河县| 卢龙县| 霍林郭勒市| 江油市| 花莲县| 尤溪县| 建始县| 珠海市| 兴安盟| 横峰县| 南投市| 图木舒克市| 怀来县| 内丘县| 万全县| 璧山县| 金秀|