某車型多種正面碰撞安全性能性分析

周洋 樊海龍

摘 要：實際生活中的正面碰撞事故往往形式復雜，因此，文章結(jié)合2018版C-NCAP和C-IASI兩大規(guī)程中規(guī)定的工況以及生活中常見的正碰事故類型情況，通過仿真分析總結(jié)了某車型在四種正面碰撞工況下的安全性能，能夠為全面研究汽車正面碰撞的安全性能提供參考借鑒。

關(guān)鍵詞：正面碰撞;C-NCAP;C-IASI;安全性能

中圖分類號：U467 ?文獻標識碼：B ?文章編號：1671-7988（2020）06-93-03

Abstract： Frontal impacts in life are often complex， therefore， by combining the working conditions specified in two major regulations of the 2018 edition of C-NCAP and the C-IASI as well as a common collision accident in daily life， this paper analyzes and summarizes the safety performance of a vehicle in four frontal collision conditions， which is able to provide a reference for researching the overall frontal impact safety performance.

Keywords： Frontal impacts; C-NCAP; C-IASI; Safety performance

CLC NO.： U467 ?Document Code： B ?Article ID： 1671-7988（2020）06-93-03

前言

近年來我國汽車工業(yè)發(fā)展勢頭強勁，2017年累計有33352萬輛機動車在公安交通管理部門注冊登記，其中新車數(shù)量達到2813萬輛，創(chuàng)造歷史新高[1];但同時，隨著車流量的增大，中國近幾年的交通事故也不斷增多，已成為全球道路交通安全事故最多的國家之一[2]。據(jù)美國公路交通安全管理局（NHTSA）的分析，正面碰撞事故在常見的事故類型中，在數(shù)量占比和事故致死率這兩方面均居首位[3]。

考慮到我國路況復雜，行人量大，車種繁多的國情背景[4]，本文依據(jù)2018版C-NCAP和C-IASI“中保指數(shù)”的規(guī)定和要求，在100%正碰和40%正碰兩種較為傳統(tǒng)和典型的碰撞工況基礎(chǔ)上，再增加更為嚴苛且常見的25%正碰和正面柱碰的工況，結(jié)合四種工況對某車型的多種正面碰撞安全性能進行分析。

1 多種正面碰撞工況有限元建模

為提高效率，本文選用美國國家碰撞中心（NCAC）通過逆向工程建立并公布的2010版Yaris整車有限元模型[5]，如圖1所示。該模型共有917個部件，1514068個單元，總質(zhì)量為1.25噸。

以此整車有限元模型為基礎(chǔ)，載入剛性壁障和設(shè)定邊界條件等參數(shù)，分別搭建起四種工況下的正面碰撞有限元模型，如圖2所示。

2 多工況安全性能分析

在事故發(fā)生時，車體能否通過前端結(jié)構(gòu)的合理潰縮大幅吸收碰撞能量，從而降低車體加速度和減小乘員艙侵入量，是評價汽車安全性能高低的重要原則。

本文具體從B柱下端加速度、門框變形量、轉(zhuǎn)向管柱侵入量和前圍板侵入量四個指標評價某車型100%正碰安全性能，其仿真結(jié)果如圖3所示。

對40%正碰工況，結(jié)合工程經(jīng)驗，本文從B柱下端加速度、轉(zhuǎn)向管柱侵入量和前圍板侵入量三個指標做出評價，其仿真結(jié)果如圖4所示。

根據(jù)C-IASI試驗和評價規(guī)程要求，結(jié)合撞擊后乘員艙內(nèi)10個位置的侵入量，以乘員艙結(jié)構(gòu)完整性綜合評價25%正碰安全性能。讀取仿真結(jié)果中乘員艙各測量點侵入量數(shù)據(jù)，并與等級評價參考值進行對比后得圖5。

對于正面中心柱碰工況，國內(nèi)外均沒有出臺相關(guān)的法規(guī)規(guī)范對其安全性能做出要求，僅IIHS在2008年對該種工況進行了探索試驗研究[6]。本文參考2018版C-NCAP中100%正碰試驗評價要求，對B柱下端加速度、轉(zhuǎn)向管柱侵入量和前圍板侵入量三個指標做出評價，如圖6所示。

由上述結(jié)果可知，該車型100%正碰、40%正碰安全性能均不能滿足2018版C-NCAP五星要求，在此傳統(tǒng)正面碰撞工況中，前圍板侵入量結(jié)果比較惡劣，應考慮針對車體前端的局部結(jié)構(gòu)進行加強，以減少碰撞能量向前圍板區(qū)域傳遞;25%正碰在C-IASI評價等級為“一般”，表現(xiàn)較差，由于車體前端結(jié)構(gòu)整體吸能嚴重不足，整體碰撞結(jié)果極為惡劣，應考慮加強車體前端結(jié)構(gòu)，同時增加壓潰吸能件;將正面柱碰工況與100%正碰工況進行比對，可看出表征車體加速度的參數(shù)——B柱下端加速度過大，預計對車體前端結(jié)構(gòu)進行改進即可達到優(yōu)化效果。

3 總結(jié)

本文通過從100%正碰、40%正碰、25%正碰、正面柱碰四種工況分析了某車型的正面碰撞安全性能，總結(jié)出導致其在多種正面碰撞下安全性能較差的原因是車體前端結(jié)構(gòu)在碰撞過程中吸能不足，并從加強前端結(jié)構(gòu)，增加壓潰吸能件等方面提出了優(yōu)化意見。

參考文獻

[1] 中國產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)[EB/OL].https：//m.chyxx.com/view/649553.html.

[2] 易超.小重疊偏置碰撞安全研究[D].江蘇：南京理工大學，2009.

[3] 劉曉輝.我國道路交通事故特征分析研究[J].科學之友，2013，12： 130.

[4] U.S.Development of Transportation. Traffic Safety Faces 2003：A Compilation of Motor Vehicle Crash Data from the Fatality Analysis Reporting System and the General Estimates System[R].United States， Washington D.C：NHTSA Report HS-809775，2005.

[5] National Crash Analysis Center Library. http：//www.ncac.gwu. edu/ vml/models.html.

[6] Hong S-W， Park C-K， Mohan P.A study of the IIHS frontal pole im -pact test[J].SAE technical paper：2008-01-0507.