一种提高整车碰撞安全性能的方法与流程

1.本发明涉及车辆安全技术领域，特别涉及一种提高整车碰撞安全性能的方法。


背景技术：

2.现代车型中，有的前悬长度较短，例如跨越星v5，其在同类车型中前悬长度是最短的，正碰时车体结构可压溃长度最短，如果没有安全气囊和安全带预警功能，使得正碰安全性能开发难度较大，整车的安全性能将会大大降低，不利于用户的安全保障，因此需要对整车的正碰进行优化研究，特别是前悬长度较短的车辆。


技术实现要素：

3.针对现有技术中前悬较短的车辆正碰安全性较低的问题，本发明提出一种提高整车碰撞安全性能的方法，通过对溃缩空间的结果和整车参数进行优化，从而提高用户安全性。
4.为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：
5.一种提高整车碰撞安全性能的方法，包括以下步骤：
6.s1：采集整车的正碰参数，对车辆的压缩空间进行计算得到溃缩空间；
7.s2：对零部件结构按照比例减小并安装在溃缩空间；
8.s3：建立带有假人的碰撞仿真模型，使溃缩空间处于极限溃缩状态，从而对纵梁进行加强；
9.s4：输入结构分析结果并进行碰撞仿真分析，同时优化约束系统参数，使得假人的伤害值不超过预设伤害值。
10.优选地，还包括：
11.s5：将约束系统参数进行固定，实现车辆样品生产，并进行碰撞实验，确认假人的伤害值是否超过预设伤害值；若超过则重新按照s1-s4进行优化约束系统参数；若没超过则表示满足国标假人伤害要求。
12.优选地，所述s1中，正碰参数包括碰撞车辆前端经验平均作用力、整车质量和碰撞速度。
13.优选地，所述s1中，溃缩空间s的计算公式为：
14.f
×
s＝m
×v2
/2
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
15.公式(1)中，f表示碰撞车辆前端经验平均作用力，s表示溃缩空间，m表示整车质量，v表示碰撞速度。
16.优选地，所述s3中，极限溃缩状态为车辆前端溃缩至前车轮前部。
17.优选地，所述s4中，结构分析结果包括整车加速度和驾驶室侵入量；约束系统参数包括安全带限力值、仪表板及方向盘刚度、转向管柱溃缩力和座椅结构。
18.优选地，所述s3中，纵梁加强包括纵梁中部薄弱部位及纵梁前端。
19.综上所述，由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明至少具有以下有益
效果：
20.本发明通过对溃缩空间的尺寸和结构进行优化，并对纵梁的承重进行加强，提高溃缩空间的吸能量，减少车辆正碰时用户受到的伤害；再通过对整车参数进行调整，提高了碰撞的安全性，保证了用户的生命安全。
附图说明：
21.图1为根据本发明示例性实施例的一种提高整车碰撞安全性能的方法示意图。
22.图2为根据本发明示例性实施例的溃缩空间示意图。
具体实施方式
23.下面结合实施例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
24.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
25.如图1所示，本发明提供一种提高整车碰撞安全性能的方法，具体包括以下步骤：
26.s1：采集整车的正碰参数，对车辆的压缩空间进行计算得到溃缩空间。
27.如图2所示，本实施例中，正碰表示车辆的前端与外界发生碰撞，溃缩空间表示车辆的前端到前车轮前部的空间。因此为保证正碰时用户的安全性，就需要对正碰压缩空间进行计算得到溃缩空间，保证压缩后不会对用户造成二次撞击。
28.车辆与外界发生正面碰撞事故时，一般通过汽车前机舱的溃缩变形吸收能量作为被动安全性措施以保证驾驶员和车内乘员的安全。而汽车发生正面碰撞事故时产生的碰撞能量主要靠溃缩空间来吸收能量，以保护乘员的安全。
29.本实施例中，在模拟计算中，先采集整车的正碰参数，正碰参数包括碰撞车辆前端经验平均作用力(可通过多次实验和现场获得)、整车质量和碰撞速度(车辆与外界发生正面碰撞时的瞬间速度)，则溃缩空间s的计算公式为：
30.f
×
s＝m
×v2
/2
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
31.公式(1)中，f表示碰撞车辆前端经验平均作用力，s表示溃缩空间面积，m表示整车质量，v表示碰撞速度，v一般为50km/h。
32.c-ncap第二章第3.1节中规定，碰撞试验包括100％重叠刚性壁障碰撞试验和正面40％重叠可变形壁障碰撞试验，在本发明提供的实施例中，仅对100％重叠刚性壁障碰撞试验进行了模拟。可以理解的是，在将壁障三维模型根据c-ncap管理规则的规定调整为可变形壁障时，本发明提供的前机舱溃缩空间尺寸确定装置，也可以用于模拟正面40％重叠可变形壁障碰撞试验。
33.具体的，碰撞速度为正面碰撞汽车三维模型与壁障三维模型开始碰撞时(碰撞瞬间)的速度。当碰撞类型为100％重叠刚性壁障碰撞，碰撞速度可以为gb11551-2014《汽车正
面碰撞的乘员保护》第5.4节中规定的也可以为c-ncap第3.1.1节规定的在本发明提供的实施例中，为方便计算，将碰撞速度定为50km/h。当然，为了使车辆更安全，模拟碰撞时的碰撞速度还可以为比50km/h更高的速度。
34.本实施例中，溃缩空间s和碰撞速度v成正比，即碰撞速度v越大则溃缩空间s越大，对用户的伤害可能性就会提高。
35.s2：对溃缩空间里的零部件结构(例如散热器、空调等)进行优化，例如横向加宽，纵向减小，不安装安装刚性零部件。
36.本实施例中，是为了让溃缩空间减小，因此在保证安全性的基础上，需要对零部件结构进行适当优化(例如横向加宽，纵向减小)，从而让溃缩空间的尺寸尽量小。
37.本实施例中，发动机位于驾驶室下面，为中置后驱车型，这样可以节省溃缩空间的体积。
38.s3：建立带有假人的碰撞仿真模型，使溃缩空间处于极限溃缩状态，计算纵梁的承重，对纵梁中部薄弱部位及纵梁前端进行加强(例如可采用硬度更高的材料或增大尺寸)，保证车辆纵梁从前往后的溃缩模型具有更强的称重能力，同时增大溃缩吸收的能量。
39.本实施例中，极限溃缩状态为车辆前端溃缩至前车轮前部以后，这样在为纵梁加强后，使纵梁能吸收更大的冲量，减少传递到驾驶室的能量，能提高乘员的安全。
40.s4：输入结构分析结果并进行碰撞仿真分析，同时优化约束系统参数，以满足国标假人伤害要求。
41.本实施例中，结构分析结果包括整车加速度、驾驶室侵入量。约束系统根据结构分析结果进行优化，约束系统参数包括安全带限力值、仪表板及方向盘刚度、转向管柱溃缩力和座椅结构，以满足国标假人伤害要求。
42.s5：将约束系统参数进行固定，实现车辆样品生产，并进行碰撞实验，确认假人的伤害值是否超过预设伤害值。若超过则重新按照s1-s4进行优化约束系统参数；若没超过则表示满足要求。
43.具体的，预设伤害值可以为gb11551-2014《汽车正面碰撞的乘员保护》附录b中规定的性能指标，例如：正面碰撞假人头部性能指标hpc不大于1000，胸部粘性指标vc不大于1.0m/s；或者预设伤害值也可以是c-ncap第三章第2.1.1节中规定的性能指标，例如：c-ncap五星得分要求头部性能性能指标hic36不大于650，胸部粘性指标vc不大于0.5m/s等等。
44.本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。