某車型40%偏置碰胸部傷害優(yōu)化分析

俞陸新，崔 強(qiáng)，單?？?，靳繼濤

（ 1.安徽機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，安徽 蕪湖，241000；2.奇瑞商用車汽車有限公司，安徽 蕪湖，241000）

0．引言

隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，汽車作為現(xiàn)代化的交通工具得到廣泛普及。同時(shí)，交通事故也伴隨著汽車保有量的增加逐年遞增。國家統(tǒng)計(jì)局發(fā)布的公告指出，2016年中國的道路交通事故死亡人數(shù)約為40824人，與2015年的36178.8人相比，增加了4646人。交通事故原因的統(tǒng)計(jì)分析表明，以預(yù)防事故發(fā)生的主動(dòng)安全性只能避免5%的事故。因此，提高汽車被動(dòng)安全性日趨重要，汽車碰撞標(biāo)準(zhǔn)及NCAP則是檢驗(yàn)或評(píng)價(jià)汽車碰撞安全性能的重要依據(jù)[1]。

全世界相關(guān)地區(qū)碰撞法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)與NCAP均包含有40%正面偏置碰試驗(yàn)。在偏置碰試驗(yàn)中，汽車與可變形壁障（ODB）發(fā)生相撞，其前部駕駛員側(cè)40%區(qū)域與ODB重疊。由于汽車前艙緩沖吸能區(qū)域只有部分參與吸能，其設(shè)定的吸能區(qū)域通常不足以吸收所有碰撞能量。因此，必然會(huì)對(duì)乘員艙造成較大的侵入，加大了乘員傷害風(fēng)險(xiǎn)，故偏置碰撞對(duì)汽車車身結(jié)構(gòu)及約束系統(tǒng)提出極大的考驗(yàn)。胸部傷害在偏置碰試驗(yàn)分值中占有較高的比重，特別是在NCAP試驗(yàn)中，胸部得分相對(duì)其他部位要明顯偏低[2-4]。

2012版CNCAP評(píng)價(jià)體系已開始實(shí)行，偏置碰速度也由56 Km/h增加到64 Km/h。從而加大了此項(xiàng)試驗(yàn)的難度，特別是胸部的得分將是衡量偏置碰試驗(yàn)好壞的關(guān)鍵。偏置碰中胸部傷害值主要考察胸部壓縮量（22～50 mm）與 3 ms合成加速度(38～60 g)[5]。

1．相關(guān)車型在2012版CNCAP偏置碰中的表現(xiàn)

CNCAP官網(wǎng)公布的2012版規(guī)則實(shí)施后，相關(guān)試驗(yàn)車型在偏置碰中的表現(xiàn)情況如表1所示[6]。從測(cè)試結(jié)果可以看出，三星及以上車型的前排均配備預(yù)張緊+限力安全帶；四星及以上車型胸部得分均超過2分。CNCAP碰撞試驗(yàn)中，胸部得分普遍較低與車身本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有關(guān)。正面碰撞時(shí)，假人在巨大慣性的作用下，胸部很容易受到來自方向盤、安全帶和氣囊的沖擊作用，擠壓胸腔從而造成傷害。同時(shí)，若胸部加速度過大，胸腔內(nèi)部器官也極易受到貫穿傷害[7]。因此，對(duì)乘員胸部的保護(hù)在整車安全開發(fā)中至關(guān)重要，在正面碰撞中，安全帶、氣囊與假人胸部直接接觸，必對(duì)胸部加速度、胸部位移造成一定的影響。

表1 相關(guān)車型在2012版CNCAP偏置碰中的表現(xiàn)Tab.1 The performance of related models in CNCAPbias in 2012

某車型64 Km/h偏置碰試驗(yàn)所統(tǒng)計(jì)的駕駛員各部位得分（未考察罰分項(xiàng)及后排假人與乘員得分，對(duì)于偏置碰而言，駕駛員得分普遍較乘員低），結(jié)果如表2所示。可以看出試驗(yàn)中胸部壓縮量明顯過大，此處得分極低。造成此部位傷害過大的主要原因與車身結(jié)構(gòu)和約束系統(tǒng)相關(guān)，若對(duì)車身提出優(yōu)化更改，費(fèi)用及周期均較大，本文從約束系統(tǒng)級(jí)別出發(fā)，通過正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，篩選出對(duì)假人胸部傷害值較大的設(shè)計(jì)變量，并進(jìn)行優(yōu)化，找到可以充分發(fā)揮乘員約束系統(tǒng)的約束效能的設(shè)計(jì)變量的最優(yōu)值[8-9]。

在滿足約束條件的DOE計(jì)算結(jié)果中選取胸部傷害值較小的5組數(shù)據(jù)，結(jié)果如表6所示。對(duì)胸部影響較大的安全帶限力值和氣囊排氣孔直徑分別為2.5 KN和30 mm時(shí)，胸部壓縮量相對(duì)較小，胸部3 ms合成加速度也較小。綜合考慮，第1組數(shù)據(jù)對(duì)于胸部整體得分最優(yōu)，換算成胸部得分為2.1分。后經(jīng)過臺(tái)車試驗(yàn)驗(yàn)證，匹配優(yōu)化后的氣囊、安全帶，優(yōu)化后試驗(yàn)結(jié)果與優(yōu)化前對(duì)比如表7所示，胸部增加1.77分，總分共有1.7分的提升。

表2 64 Km/h 40%偏置碰駕駛員各部位得分Tab.2 The points of driver in 64 Km/h 40%bias against

2．氣囊、安全帶參數(shù)的優(yōu)化分析

結(jié)果表明，優(yōu)化氣囊和安全帶參數(shù)較初始試驗(yàn)結(jié)果有明顯提升，有效保護(hù)了駕駛員胸部的安全。前排在選擇限力安全帶時(shí)，限力值不宜過大，因最終施加在假人胸部的壓縮力為安全帶限力值與織帶拉出時(shí)產(chǎn)生摩擦力的合力。氣囊的排氣孔直徑大小直接影響氣囊與胸部接觸時(shí)的剛度，若排氣孔直徑設(shè)定不合適，則會(huì)給胸部造成直接傷害。在不更改車身結(jié)構(gòu)的情況下，通過上述方式來優(yōu)化偏置碰中胸部的得分，可為整車約束系統(tǒng)提供一定的理論參考。

思維導(dǎo)圖(Mind Map)是英國學(xué)者Tony Buzan在20世紀(jì)70年代初期所創(chuàng)[2]，思維導(dǎo)圖有圖形、有文字，其實(shí)質(zhì)上是一種圖形思維工具，通過圖形、詞匯等形象有效地表達(dá)個(gè)人的發(fā)散性思維[3]。思維導(dǎo)圖是一種認(rèn)知工具和思維技術(shù)，可以有效引導(dǎo)思維過程和擴(kuò)展思維內(nèi)容，還可以有效的記錄思維過程，從而達(dá)到可視化的結(jié)果，通過分析，給出更加具體的方案，有利于學(xué)生知識(shí)和信息產(chǎn)生相互影響和相互促進(jìn)[4]。

圖1 駕駛員相對(duì)車身運(yùn)動(dòng)姿態(tài)Fig 1 The driver's relative body movement posture

表3 對(duì)應(yīng)約束系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)Tab.3 The corresponding parameters of the corresponding constraint system

圖2 駕駛員胸部壓縮量（左）、駕駛員安全帶肩帶力（右）Fig.2 Driver chest compression(left),driver seatbelt shoulder force(right)

氣囊點(diǎn)爆過程中，假人運(yùn)動(dòng)姿態(tài)如圖1所示，對(duì)應(yīng)時(shí)間分別為起始時(shí)刻、氣袋展開時(shí)刻、假人與氣袋接觸時(shí)刻和氣袋最大變形量時(shí)刻。安全帶肩帶在60 ms時(shí)已開始起作用，此時(shí)肩帶力為3.5 KN（圖2所示）。結(jié)合圖1，可判斷70 ms時(shí)，假人胸部才接觸到氣囊，但此時(shí)假人胸部壓縮量已達(dá)20 mm，此處壓縮量應(yīng)該是由安全帶肩帶力產(chǎn)生的。此后時(shí)間段，安全帶肩帶力并未出現(xiàn)大的峰值，較平緩的維持在3.5～4.5 KN范圍內(nèi)，可是胸部壓縮量卻在97 ms時(shí)出現(xiàn)峰值，為41.53 mm；結(jié)合運(yùn)動(dòng)姿態(tài)、錄像以及試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，97 ms時(shí)，假人胸部未撞擊到方向盤，僅與氣囊發(fā)生硬接觸。綜上分析，可推斷胸部壓縮量峰值是由安全帶肩帶力、氣囊剛度過大共同作用造成的。試驗(yàn)時(shí)氣囊、安全帶相關(guān)參數(shù)，如表3所示，對(duì)其合理性需進(jìn)一步分析。

表4 DOE參數(shù)優(yōu)化范圍Tab.4 The parameter optimization scope of DOE

表5 DOE輸出約束Tab.5 The constraints of DOE output

圖3 參數(shù)敏感性分析Fig 3 The analysis of parametric sensitivity

表6 DOE計(jì)算結(jié)果Tab.6 The calculation results of DOE

表7 優(yōu)化前后駕駛員傷害結(jié)果對(duì)比Tab.7 The comparison of driver injury results before and after optimization

3．結(jié)論

基于上述分析，借助Mode Frontier分析軟件，以胸部傷害值為目標(biāo)，在頭頸部位傷害值不超標(biāo)的情況下，僅就安全帶與氣囊的幾個(gè)重要參數(shù)（氣袋排氣孔直徑、安全帶限力值、氣囊點(diǎn)火時(shí)間）進(jìn)行優(yōu)化，使得胸部得分最高。輸入?yún)?shù)及優(yōu)化范圍，如表4所示；約束條件輸出結(jié)果，如表5所示。

參考文獻(xiàn)：

[6]2012版CNCAP新車碰撞結(jié)果[EB]．中國汽車技術(shù)研究中，http://www.c-ncap.org/app/cncap/pzjg2012.jsp,2017-04.

[1]李懷彬．我國汽車碰撞標(biāo)準(zhǔn)體系淺析[J]．汽車研究與開發(fā)，2005（11）：20．

企業(yè)與外部利益相關(guān)者的和諧體現(xiàn)于信任機(jī)制的建立。因?yàn)樵谄髽I(yè)與外部利益相關(guān)者的互動(dòng)過程中，企業(yè)影響力的大小取決于企業(yè)在外部系統(tǒng)中的權(quán)重，也就是企業(yè)在整個(gè)外部系統(tǒng)中的地位問題。在整個(gè)外部系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)鏈中，企業(yè)與長期合作者的關(guān)系應(yīng)該建立在互相信任的基礎(chǔ)上，這樣可以最小化交易成本，降低企業(yè)的成本和費(fèi)用，并最大化企業(yè)的利潤。同時(shí)減小系統(tǒng)中強(qiáng)勢(shì)成員對(duì)弱勢(shì)成員利益的侵害，從而達(dá)到系統(tǒng)的共同繁榮。

計(jì)算結(jié)果如圖3所示，可以判定在所選優(yōu)化參數(shù)中，氣囊排氣孔直徑對(duì)胸部壓縮量影響最大，其次為氣囊點(diǎn)火時(shí)刻和安全帶限力值。其中氣囊排氣孔直徑與胸部壓縮量成負(fù)相關(guān)性，氣囊點(diǎn)火時(shí)刻和安全帶限力值均與胸部壓縮量成正相關(guān)性。從圖3可知，在所選優(yōu)化參數(shù)中，安全帶限力值對(duì)胸部3 ms加速度影響最大，其次為氣囊排氣孔直徑，氣囊點(diǎn)火時(shí)刻相對(duì)其他所選優(yōu)化參數(shù)影響最小。其中，安全帶限力值和氣囊點(diǎn)火時(shí)刻均與胸部3 ms加速度成正相關(guān)性，氣囊排氣孔直徑與胸部3 ms加速度成負(fù)相關(guān)性。

[2]王煊，李宏光，趙航．現(xiàn)代汽車安全[M]．北京：人民交通出版社，1997：157．

[3]2012版CNCAP管理規(guī)則[M]．北京：中國汽車技術(shù)研究中心，2011：9．

[4]林逸，郭九大．汽車被動(dòng)安全性研究綜述[J]．汽車工程，1998，120（1）：1-8．

[5]商恩義，陳曉東，楊斌，等．正面碰撞試驗(yàn)中假人肩帶力、胸部位移間關(guān)系的研究[J]．設(shè)計(jì)計(jì)算研究，2011（2）：22-25．

從數(shù)據(jù)來看，M0/(M1-M0)、M0/M1的比率繼續(xù)下降，到2011年開始有所回升。M1/(M2-M1)、M0/(M2-M1)的比率總體呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。這個(gè)結(jié)論與我們當(dāng)前的實(shí)際情況也是不相吻合的。

[7]雷剛，王希杰，張攀．基于DOE的汽車碰撞優(yōu)化分析[J]．重慶理工大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2011（2）：8-12．

[8]北京大學(xué)．正交設(shè)計(jì)法[M]．北京：石油化學(xué)工業(yè)出版社，1976：1-35．

唐玉煙的蘇醒很大程度上要?dú)w功于天葬院外的戰(zhàn)斗。她事后對(duì)青辰說，那戰(zhàn)斗鬧出的動(dòng)靜驚天地泣鬼神，將昏迷中的她帶入了一個(gè)極其恐怖的噩夢(mèng)中，然后又讓她從噩夢(mèng)中驚醒。她出了院子，便看到了唐飛霄，于是隨手取了他的命。

項(xiàng)目為傳統(tǒng)的方塊式重力式碼頭，后方棱體布置軌道梁，樁基深度為-32米，總長度34米，穿過棱體深度18.5米，剩余15.5米為原始海床。按照傳統(tǒng)施工思維，邊安裝大方塊，邊拋后方棱體，待棱體施工完畢后，開始樁基施工。通過反復(fù)論證，若采用先拋填碼頭后方棱體，再在陸上進(jìn)行鉆孔灌注成型，樁基貫穿棱體石層和海床沙礫層，兩類土層均對(duì)樁孔孔壁穩(wěn)定成型很不利，且單個(gè)棱體強(qiáng)度高，在鉆孔施工中容易出現(xiàn)卡鉆，擴(kuò)孔、塌孔等不利情況。針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工情況，施工船舶可充分利用，采用先打鋼護(hù)筒，后拋填棱體即可減少以上情況的發(fā)生。因此改進(jìn)施工工藝勢(shì)在必行。

如今醫(yī)院的傳統(tǒng)治療在不斷發(fā)生變化,醫(yī)院的婦產(chǎn)科也在健康指導(dǎo)下,不斷尋找新的護(hù)理方法。使母嬰獲得更好的服務(wù)。在醫(yī)院期間,除了為母嬰提供平常的護(hù)理活動(dòng)外,主要工作是提供更多的母嬰護(hù)理知識(shí)和向母嬰提供服務(wù),向幼兒家長指導(dǎo)相關(guān)的知識(shí),以幫助他們盡快接受嬰兒,使他們熟悉家庭的新成員。母嬰護(hù)理不同于以前傳統(tǒng)的模式,它主張把母嬰作為中心,把孕婦作為核心的婦幼保健理念。[1]對(duì)30例母嬰進(jìn)行床邊護(hù)理,與傳統(tǒng)的模式進(jìn)行比較。結(jié)果報(bào)告如下。

[9]方開泰．均勻試驗(yàn)設(shè)計(jì)的理論、方法和應(yīng)用：歷史回顧[J]．?dāng)?shù)理統(tǒng)計(jì)與管理，2004，23（3）：69-80．