汽車正碰后排假人胸壓傷害原因分析和優(yōu)化

摘 要：當(dāng)前，各種交通事故不斷增加，汽車在受到撞擊時(shí)，后排人員經(jīng)常受到嚴(yán)重的傷害，為此各種汽車在研發(fā)時(shí)，也不斷對(duì)正碰后排假人胸壓傷害進(jìn)行分析，本文主要以某車型為例，對(duì)其傷害原因進(jìn)行分析，并提出一些優(yōu)化的措施，以便為相關(guān)行業(yè)的發(fā)展提供借鑒。

關(guān)鍵詞：汽車;后排假人;胸壓傷害;優(yōu)化

0 引言

當(dāng)前，很多汽車都經(jīng)過長時(shí)間的發(fā)展，其研發(fā)測(cè)試也愈發(fā)完善，評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)也愈發(fā)嚴(yán)格，對(duì)后排人員傷害的測(cè)試也愈發(fā)被重視。車輛后排假人受到的傷害會(huì)受到多種因素的影響，比如車體的加速度，座椅和安全帶的性能，假人的尺寸等，都會(huì)對(duì)假人受傷程度產(chǎn)生影響。本文使用仿真與滑臺(tái)實(shí)驗(yàn)分析，探究后排假人受傷的原因，分析降低傷害的措施，進(jìn)而優(yōu)化相關(guān)性能。

1 汽車正碰后排假人胸壓傷害的研究分析

1.1 設(shè)定目標(biāo)

某車型設(shè)計(jì)時(shí)目標(biāo)是2018版C-NCAP，經(jīng)過對(duì)內(nèi)部與外部造型進(jìn)行改造，增加了軸距，并對(duì)側(cè)圍進(jìn)行重新研發(fā)，對(duì)車身部分結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。整體優(yōu)化的重點(diǎn)為：提升車輛在受到正面或側(cè)面撞擊后，后排假人受到的傷害程度、保護(hù)行人以及AEB性能等。

1.2 提取數(shù)據(jù)結(jié)果

試驗(yàn)車氣囊控制器的配置是8回路，經(jīng)過第一輪數(shù)據(jù)后相關(guān)結(jié)果，在遇到正面撞擊后，后排假人受到的傷害比目標(biāo)值低，主要因?yàn)樾貕号c頸部傷害過大導(dǎo)致，目標(biāo)值與相關(guān)得分如下表：

上表顯示，經(jīng)過攝像與相關(guān)數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，在發(fā)生碰撞后，汽車速度減慢，假人由于慣性因素向前移動(dòng)，骨盆朝前方滑動(dòng)，身軀也向前彎曲，安全帶在這一過程中都有效發(fā)揮作用，沒有出現(xiàn)失效情況。假人運(yùn)動(dòng)時(shí)，頭部沒有和前排的座椅或者其他零件相撞，但是假人由于碰撞初期，骨盆的前移量非常大，安全帶也不能對(duì)骨盆有效進(jìn)行束縛，導(dǎo)致安全帶壓力都作用在了假人的身軀上，肩部也沒有發(fā)揮分解作用，胸部面臨的壓力不斷增加，導(dǎo)致有較大位移，而且最后假人嚴(yán)重甩頭，導(dǎo)致頸部有很大的Z向力。

2 汽車正碰后排假人胸壓傷害的優(yōu)化措施

假人胸部的傷害變大，主要是因?yàn)榘踩珟?duì)胸部有直接作用的力，且不斷增大，持續(xù)的時(shí)間也比較久，根據(jù)仿真和滑臺(tái)模型發(fā)現(xiàn)，假人受到的傷害主要受安全帶以及后排的座椅影響，具體如下：

2.1 后排座椅與坐墊

后排的座椅本身具有防止下潛的泡沫式結(jié)構(gòu)，座椅結(jié)果主要是金屬骨架，座椅的靠背和坐墊是分體式，坐墊的前部是卡接形式，其后部則借助螺栓和整個(gè)車身相連，實(shí)驗(yàn)時(shí)，座椅后部結(jié)構(gòu)與坐盆支架都出現(xiàn)了變形，并且向前移動(dòng)，安裝點(diǎn)沒有阻止坐墊的前移，所以假人也一起前移，防下潛結(jié)構(gòu)也因?yàn)榍耙茮]有發(fā)揮應(yīng)有的作用，導(dǎo)致假人的骨盆隨之前移。

對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化：主要是增加坐墊支架剛度，對(duì)整個(gè)支架的結(jié)構(gòu)進(jìn)行完善，強(qiáng)化焊點(diǎn)控制。在重新進(jìn)行試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，坐墊的前移情況顯著降低，骨盆也被有效束縛，其前移量也大大減少，胸部和頸部受到的傷害也有顯著降低。

2.2 后排左側(cè)安全帶插鎖

因?yàn)榘踩珟У牟彐i和車身之間是織帶式連接，碰撞之前并沒有拉緊，也織帶也存在一定的延伸率，因此插鎖在遇到碰撞后也有前移傾向，造成對(duì)假人腰部束縛效果比較差，這種連接方式的效果反而比鋼絲繩或者鋼板插鎖效果差。借助仿真措施，增加了鎖舌鎖止，對(duì)骨盆前移量進(jìn)行束縛，能夠有效緩解胸部的壓縮量，但也有些不利之處，可能會(huì)使頸部受到的傷害增加。

2.3 后排安全帶出帶口

后排的安全帶卷收器主要在C柱下側(cè)圍，支架與卷收器用螺栓進(jìn)行連接，出帶口位于X方位，因?yàn)榫硎掌鳑]有在出帶口安裝導(dǎo)向設(shè)置，假人在前移時(shí)，織帶受到力的作用，出口位置的織帶會(huì)受到向下壓力，織帶對(duì)靠背的泡棉進(jìn)行壓縮，或者掉在裝飾板和靠背間，導(dǎo)致安全帶沒有發(fā)揮有效作用，織帶也不能對(duì)假人進(jìn)行有效約束，而且織帶的出口和假人的頸部有很遠(yuǎn)的距離，其壓力也很少被肩部所分解。優(yōu)化時(shí)，在靠背添加了導(dǎo)向設(shè)置，避免織帶調(diào)入發(fā)泡內(nèi)，對(duì)出帶口方向進(jìn)行改變，在原本出帶口前140毫米位置添加導(dǎo)向設(shè)施。在對(duì)出帶口的導(dǎo)向環(huán)進(jìn)行調(diào)整，經(jīng)過仿真模型，發(fā)現(xiàn)后排假人胸壓降低，但頸部傷害增加。

2.4 安全帶卷收器

卷收器在實(shí)驗(yàn)時(shí)，使用了預(yù)緊限力安全帶，其他條件全部保持原有，與原有相比，假人受到的傷害值有所降低，預(yù)緊能夠使假人在開始碰撞時(shí)的前移得到有效緩解，安全代理也被肩部承擔(dān)了一些。根據(jù)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，限力的等級(jí)預(yù)告，受到的胸壓也雨大，但頸部扭矩卻降低，為此需要設(shè)置科學(xué)的限力級(jí)別，確保假人胸部與頸部傷害合理。

3 結(jié)束語

后排假人前移量大的主要原因是防下潛作用失效，織帶插鎖使用效果比較差，卷收器不合適等，所以在設(shè)計(jì)時(shí)需要對(duì)防下潛可靠性進(jìn)行考慮，布置插鎖時(shí)要降低織帶延伸率，導(dǎo)向環(huán)的位置也要接近假人的肩部位置，進(jìn)而降低假人的傷害。后排假人因?yàn)槿狈饽业谋Ｗo(hù)，只受到座椅和安全帶的約束，頭部無法進(jìn)行二次接觸，其胸部和頸部受到的傷害比較矛盾，在進(jìn)行優(yōu)化時(shí)要對(duì)這兩者進(jìn)行充分考慮，在確保頭部不會(huì)再次出現(xiàn)碰撞的基礎(chǔ)上，使頸部和胸壓的傷害都保持在合理數(shù)值內(nèi)。

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作者簡介：陸晶晶（1982-），女，遼寧人，本科，講師，研究方向：電氣自動(dòng)化。