整车侧面碰撞假人伤害值处理流程与规范Word文档下载推荐.docx
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肋骨腔由12根胸部椎1块胸骨和12对肋骨组成一个对胸部起到保护作用的结构框架。
b）胸部在钝性冲击下的损伤机理有三种：
直接压缩、胸腔内的粘性载荷和内部器官的惯性载荷。
肋骨的压缩变形可能直接导致肋骨、肺部或大血管的损伤。
胸部损伤可以分三类：
一是肋骨腔骨折；
二是肺部损伤，像气胸以及血胸等；
三是其他胸部器官的损伤，像大动脉破裂等。
c）Stanlnaker和Mohan以及Melvin等人总结出胸部的最大压缩变形量是肋骨骨折的决定因素，当变形超过76mm时肋骨就很容易骨折而当变形小于58mm时基本上就不会发生骨折。
Fung和Yen提出肺部损伤与速度相关然而，气胸和血管更多的是由骨折引起。
大动脉破裂在交通事故中非常常见，通常也是致命的。
大动脉破裂原因是内部压力导致血管年壁在其固定部分和可活动部分之间产生横向撕裂作用。
1.3ESⅡDummy结构分解
ESⅡ是目前应用最广的侧面碰撞假人之一，欧盟、澳洲、日本和中国等市场都在使用此假人。
它的头部采用美国正碰假人HybridⅡ，胸部采用HybridⅢ，可做头部3轴向加速度、肋骨变位、肋骨变位和腹部负荷等20项测试。
另一被广泛使用是美国的SID假人。
图1ESⅡ侧面碰撞假人
图2WorldSID侧面碰撞假人
a）ESⅡ假人头部是以HybridⅢ50th正碰试验假人头部为基础的，由铝质头盖骨和乙烯树脂表皮制作而成。
与HybridⅢ50th正碰试验假人头部相比，头颈交界面处的结构和质量做了调整，以便安装上颈部载荷传感器，如果不安装颈部载荷传感器，可用其替代物代替，表皮破损时可以更换。
头部后脑骨盖可取下来，以便安装头部测量仪器。
图3假人头部模型
b）假人颈部由头/颈交界部分、颈/胸交界部分和中间连接部分组成。
柱体中心部分由特殊橡胶构成，两端有与其固化成一体的铝盘。
头/颈交界部分、颈/胸交界部分都是由两个铝盘用一个半球头螺栓和四个橡胶缓冲块连接而成。
假人颈部可以通过两个半球头螺栓组成的枢轴产生运动。
可以通过更换不同刚度的圆形橡胶缓冲块来满足性能要求。
颈部支架两个安装面之间的夹角是25o，连接颈部支架和躯干的肩板向后倾斜了5o，所以颈部和躯干之间夹角是20o。
图4假人颈部模型
c）假人肩部由一块肩板、两块锁骨和一块泡沫肩盖构成。
肩板由一块铝制垫片、铝制盖板和一块铝制底板构成。
铝制板覆盖聚四氟乙烯（PTFE）涂层。
锁骨由聚丙烯树脂制成，外侧由两根橡胶绳向后勾在肩板的后部，中间由“U”型弹簧片固定在肩部中央，保证锁骨能在肩板的底板和盖板中间水平滑动和垂直方向少量运动。
两块锁骨外边缘可安装标准的上臂。
肩盖由低密度聚氨脂泡沫制成，固定在肩板上。
图5假人肩部模型
d）假人胸部由一个刚性胸椎和三块相同的肋骨组件构成。
胸部椎腔用钢制成，在后表面固定钢制垫片聚氨酯（PU）树脂背板。
胸部椎腔的上表面向后倾斜5o。
T12载荷传感器或替代件固定在胸椎下部。
肋骨组件由一个外覆仿肌肉聚氨酯泡沫的钢制肋骨、一个连接肋骨和胸部椎腔的线性导向系统总成、一个液压减震和一个刚性减震弹簧构件共同构成。
肋骨位移传感器安装在具有导向系统的胸腔内，在肋骨的测量侧，与导向系统的外侧末端相连。
ESⅡ假人肋骨组件设计了新的线性导向系统，使用新设计的滚针轴承线性导向系统来降低摩擦。
图6假人胸部模型
e）假人腹部由金属铸件外覆聚氨酯泡沫构成。
金属铸件顶部装有盖板，泡沫由一块内充铅丸的弯曲橡胶块连接而成。
在每侧泡沫覆盖物和刚性铸件之间，可安装三个力传感器或三个非测量替代部件。
假人腰脊由固体橡胶缸体构成，缸体上下面为两块钢板，内部有一根钢索。
可以调节钢索一端的螺母来调节腰椎的预压缩量。
图7假人腹部模型
f）假人骨盆由腰椎安装板、骶骨、两个髂骨翼、仿肌肉系统、两个臀关节和一个耻骨力传感器或者其替代物组成。
两个髂骨翼由聚氨酯（PU）制成，在耻骨联合处由力传感器或其替代物连接在一起，另一端分别连接在骶骨的两侧。
腰椎安装板连接骶骨和腰椎，它也可以用下腰椎力传感器代替。
臀关节的设计可以使其外展角达到大约19o，但由于大腿骨与髂骨翼的相互作用，实际外展角只能达到13o左右。
仿肌肉系统由内填聚氨酯泡沫和聚氯乙烯（PVC）表皮构成。
在H点处用一块发泡聚氨酯泡沫代替表皮。
图8假人骨盆模型
g）假人腿部由金属骨架构成，外覆仿肌肉聚氨酯泡沫（PU）和聚氯乙烯（PVC）表皮。
腿部除大腿骨和大腿肌肉外，均与标准的HybridⅡ假人相同。
大腿骨的质量减小了，而肌肉的质量增加了，这样能达到更好的生物逼真度。
图9假人腿部模型
2侧碰假人坐姿调整
2.1侧碰假人位置：
a）假人个数及位置，按照法规要求放置相应假人模型。
按ECER95规定在前排驾驶员位置放置一个EUROSIDⅡ假人；
b）模型：
模型库中存有，采用模型库中文件，无则采用VPG自带假人；
c）假人模型:
1）头部
头部由覆盖着易曲的聚乙烯树脂表皮的铝壳构成，铝壳内部有一个内腔，可容纳三轴加速度计和电子整流器。
2）颈部
颈部由头部/颈部连接部分、颈部/胸部连接部分和两个连接面相互连接的中间部位组成；
在颈托架的两面间的角是25°
，肩部向后倾斜5°
，因此颈与躯干成20°
角。
3）肩部
肩由一个肩块，两个锁骨，一个肩盖组成。
4）胸部
胸由稳固的胸脊椎盒和三个同样的肋骨腔组成。
5）手臂
手臂由塑料骨骼、覆盖在骨骼上的聚氨酯“肉”和聚氯乙烯“表皮”组成。
手臂/肩连接点允许手臂与躯干线成0°
、40°
、90°
三种角度。
手臂/肩连接点只允许来回弯曲/伸展。
6）腰脊椎
腰脊椎由两头带有钢连接板的一个固体橡胶圆筒和圆筒内的一个钢绳构成。
7）腹部
腹部由金属铸件和聚氨酯泡沫构成。
在腹部每一侧的泡沫覆盖物和固定铸件之间，安装三个力转送器，或三个非测量模型单元。
8）骨盆角度
骨盆由一个骶骨块、两个肠骨翼、两个臀部连接点和一个泡沫覆盖物构成；
骨盆角度与水平面所成的夹角应为
。
9）腿
腿由一块覆盖有仿造的聚氨酯泡沫的金属骨骼和一个塑料的表皮构成；
膝关节和踝关节只允许来回弯曲/伸展。
2.2假人的相对位置测量
假人的相对位置测量应在试验前，在假人安装和假人定位程序之后进行。
如图10所示，测量内容见表1。
表1假人相对位置测量
ESⅡ侧面碰撞假人
A
头至车顶
B
鼻子到风窗玻璃顶端
C
鼻子到转向盘中心
D
胸部到转向盘中心（水平）
E
H点到门框（水平）
F
H点到门框（垂直）
G
膝至地板
H
头至侧风窗玻璃
J
肩至侧风窗玻璃
K
肘至门
L
臀至门
M
膝至门
图10假人的相对位置测量示意图
2.3侧碰假人坐姿调整
设置座椅靠背时，假人的躯干应尽量与座椅制造厂商推荐使用角度的接近。
如果没有这样的说明，将使用250的靠背角。
3侧碰假人评价指标及假人的编号范围
侧碰假人主要用来考核车辆在规定试验条件下发生侧面碰撞时对其乘员的伤害情况，它是车辆侧面结构耐撞性和乘员侧面约束系统开发研究中必不可少的工具，通过假人的评价指标可以直接反应车身结构的好坏。
侧碰假人评价指标如下表2所示。
表2侧碰假人评价指标
对象
伤害指标
单位
测量值
标准极限范围
修正分数
各项总分
头部
HIC36
-
650-1000
4
AX
AY
AZ
A3ms
g
72-88（g）
胸部
压缩量
mm
DEFORMATION
22-42（mm）
V*C
m/s
3ms
0.32-1.0（m/s）
胸部修正
背板力
KN
FORCE
1.0-4.0（KN）
-2
T12修正
1.5-2.0（KN）
-2（其中一项）
Nm
MOMENT
150-200（KN）
腹部
腹部力总和
1.0-2.5（Nm）
骨盆
耻骨力
3.0-6.0（KN）
为了不改变假人身上的编号，同时整车的编号要避免与假人编号重复，规定了相应假人的编号范围，其范围如下表3所示。
表3相应假人的编号范围
名称
位置
文件名
PARTID
单元ID
节点ID
侧碰假人
驾驶员
ES2.k
1-300
1-180000
10001-80000
4伤害值的测量方法
下图是侧碰假人身上的测量部位以及测量假人伤害值所用文件，如nodout，deforc，rcforc，elout，以下的测量方法是在HyperGraph中完成的。
图11假人示意图
4.1头部性能指标
按ECER95规定头部性能指标（HIC）应小于或等于1000，并且头部合成加速度超过80g的时间不超过3ms，后者应累加计算，不包括头部回弹运动过程。
HIC：
式中：
a表示头部重心加速度
4.1.1头部HIC值：
a）在假人头部模型中，有一个直角三角形，直角边所交的点就是头部重心点，找出它的ID（图12中10019就是头部重心点的ID）。
图12假人头部重心点位置
b）从nodout文件中选取头部重心点，要求HIC值需要的加速度是合成加速度，所以要先把合成加速度计算出来。
c）利用上步计算出来的合成加速度，把加速度曲线转换到g的单位。
我们目前模型的单位是mm/s，则加速度单位为mm/s2,所以需要把纵坐标乘以0.001才能转换到m/s2，然后在除以9.8单位就转换成g。
在Scale中，将YScale中的1变成0.00010204，这样合成加速度的单位就转换成g了。
d）把求得的合成加速度用SAE1000滤波，方法是选取合成加速度曲线，点击Filter菜单，选取SAE,输入1000，点击OK即可。
e）最后点击Injury菜单,选择HIC-Curve，输入对应值，即可计算出HIC值。
4.2胸部性能指标
a）胸部压缩变形：
肋骨变形最大值
按ECER95规定:
胸部压缩指标（THCC）不应超过42mm；
b）胸部伤害指标V*C
按ECER95规定：
V*C不应超过1.0m/s；
c）按ECER95规定：
背板力Fy不应该超过1Kn，则不罚分；
若超过4Kn,则假人的胸部分数需被罚2分。
d）按ECER95规定：
若T12的Fy和Mx分别不超过1.5Kn和150Nm，则不罚分；
反之，若Fy和Mx分别超过2.0Kn或200Nm，则假人的胸部分数需被罚2分。
4.2.1肋骨的变形（胸部压缩变形量）
a）在假人模型中找到左视图中三根肋骨的弹簧单元（图13是假人左视图，从上到下依次是上、中、下三根肋骨，单元ID依次为10509、10510、10511）。
图13假人三根肋骨弹簧单元位置
b）在HyperGraph软件中，从deforc文件中选取三根弹簧单元，并在YComponent中选择changeinlength/relativerotation，即可求得胸部三根肋骨的压缩变形量，然后用进行SAE180滤波。
4.2.2V*C值（粘性指标计算）
a）利用上步已经计算出的肋骨压缩变形量，在Injury菜单里点击V*C可直接求得（注意：
Torsowidth为0.14，Scalefactor为1，纵坐标的变形量要从mm转换成m，也就说纵坐标变形量要乘以0.001）。
表4ScalingFactorandDummyConstants
Dummytype
Scalefactor
Deformation
Constant（mm）
HybridIIImale95%
1.3
254
HybridIIImale50%
259
HybridIIIfemale5%
187
BioSID
1.0
175
EuroSIDⅠ
140
ESⅡ
SID-IIs
138
4.2.3胸部修正（背板力）
a）背板力：
背板力BEAM单元位置在假人后部中间有一个梁单元（如图14中红色的BEAM，单元ID为10004）。
图14假人背板力BEAM单元位置
b）选取elout文件，首先在YType中选择DynaResultants，其次在YRequest中选择背板力单元，最后在YComponent中选择Axial，即可求得胸部修正值背板所受到的力,然后用SAE600滤波。
4.2.4胸部修正（T12）
a）T12:
T12BEAM单元位置是从假人盆骨起，竖直向上算起，第11根零长度的BEAM单元就是胸部修正值T12的单元（如图15中绿色的BEAM，单元ID为10006）。
图15假人T12BEAM单元位置
b）选取elout文件，首先在YType中选择DynaResultants，其次在YRequest中选择T12单元，最后在YComponent中选择Axial，即可求得胸部修正值T12所受到的力,然后用SAE600滤波（同求背板力方法一样）。
c）求T12的扭矩方法同背板力也一样，只需要把在YComponent中Axial改成Torsion即可，即所求为T12的扭矩,然后用SAE600滤波。
4.3腹部性能指标
腹部三个力总合的最大值
不应超过2.5Kn。
4.3.1腹部力
a）从rcforc中选择腹部的前、中、后三个接触力，得到三个接触力y方向力的曲线，然后将这三条曲线用SAE600滤波，再相加后得到一条力的曲线，这条曲线就是腹部力曲线。
4.4骨盆性能指标
耻骨压力指标（CPSPF）
CPSPF不应超过6.0Kn。
4.4.1耻骨力
a）在假人模型的盆骨中间部位有5根BEAM单元，中间的那根就是盆骨单元，找到它的单元ID（图16中红色的BEAM，单元ID10000就是骨盆单元）。
图16假人耻骨力BEAM单元位置
b）从elout文件中选取盆骨单元ID，首先在YType中选择DynaResultants，其次在YRequest中选择盆骨单元ID，最后在YComponent中选择Axial,即可求得骨盆所受到的力，然后用SAE600滤波（同求背板力方法一样）。
5假人伤害值的仿真数据和试验数据对比
a）头部合成加速度仿真和试验曲线对比
图17头部加速度仿真和试验对比
b）上肋骨压缩变形量仿真和试验曲线对比
图18上肋骨变形量仿真和试验曲线对比
c）上肋骨粘性指标仿真和试验曲线对比
图19上肋骨V*C仿真和试验曲线对比
d）中肋骨压缩变形量仿真和试验曲线对比
图20中肋骨变形量仿真和试验曲线对比
e）中肋骨粘性指标指标仿真和试验曲线对比
图21中肋骨V*C仿真和试验曲线对比
f）下肋骨变形量仿真和试验曲线对比
图22下肋骨变形量仿真和试验曲线对比
g）下肋骨粘性指标仿真和试验曲线对比
图23下肋骨V*C仿真和试验曲线对比
h）胸部修正（背板力）仿真和试验曲线对比
图24背板力仿真和试验曲线对比
i）腹部力仿真和试验曲线对比
图25腹部力仿真和试验曲线对比
j）耻骨力仿真和试验曲线对比
图26耻骨力仿真和试验曲线对比
7好的车身结构侧面碰撞假人得分情况
表5YARIS侧面碰撞假人得分情况
C-NCAP
车型
YARIS
试验类型
侧面碰撞（50km/h）
得点
结果
得分
各项得分
HPC36
66
4.00
头部3ms
72-88
29.02
上肋压缩量
22-42
20
3.03
中肋压缩量
23.2
3.76
下肋压缩量
23.5
3.70
上肋V*C
0.5-1.0
0.39
中肋V*C
0.09
下肋V*C
0.12
背板力Fy
-2*0
1.0-4.0
2
-0.67
Fy
1.5-2.0
0.71
0.00
Mx
150-200
42.9
压缩力
1.0-2.5
0.42
受力
3.0-6.0
1.59
整体修正
碰撞时车门打开
-1
试验中安全带失效
合计总分
16.00
94%
15.03
升级会员 