汽车车身设计第六章

普 通 高 等 教 育“ 十 一 五 ” 国 家 级 规 划 教 材 汽 车 车 身 设 计 第 六 章 车 身 结 构 抗 撞 性 提 纲第 一 节 概 述一 、 汽 车 碰 撞 的 形 式二 、 被 动 安 全 性 法 规 与 新 车 评 估 程 序第 二 节 车 身 抗 撞 性 设 计 要 求一 、 乘 员 伤 害 的 原 因 和 伤 害 机 理二 、 抗 撞 性 设 计 要 求 和 对 结 构 抗 撞 性 的规 定第 三 节 车 身 抗 撞 性 分 析 方 法 和 模 拟 技 术一 、 抗 撞 性 分 析 方 法 和 模 拟 技 术 的 发 展二 、 整 车 碰 撞 模 拟 模 型 的 建 立三 、 碰 撞 模 拟 结 果 的 分 析 第 四 节 结 构 抗 撞 性 设 计一 、 基 本 原 理二 、 主 要 内 容三 、 刚 度 组 织 与 设 计四 、 吸 能 设 计五 、 材 料 和 工 艺 的 考 虑第 五 节 碰 撞 模 拟 的 基 本 理 论一 、 物 体 变 形 过 程 描 述二 、 控 制 方 程三 、 空 间 有 限 元 离 散 化四 、 单 元 积 分 和 沙 漏 控 制 五 、 时 间 积 分 与 时 间 步 长 控 制第 六 节 抗 撞 性 试 验一 、 抗 撞 性 试 验 分 类二 、 整 车 碰 撞 试 验三 、 零 部 件 试 验 汽 车 保 有 量 的 增 加 ， 汽 车 道 路 交 通 事 故 逐 年 上 升 ， 已成 为 全 球 范 围 内 的 一 大 公 害 例 ： 美 国 1 9 9 4 年 因 汽 车 交 通 事 故 死 亡 的 人 数 达 4 3 5 3 6 人 ， 约 占各 种 事 故 造 成 的 死 亡 人 数 总 数 的 一 半 保 证 碰 撞 时 乘 员 的 安 全 、 减 少 事 故 造 成 的 损 失 ， 具 有重 要 的 现 实 意 义 安 全 已 经 和 节 能 、 环 保 一 起 成 为 当 今 汽 车 发 展 的 三 大 主 题第 一 节 概 述一 、 汽 车 碰 撞 的 形 式二 、 被 动 安 全 性 法 规与 新 车 评 估 程 序 世 界 汽 车 工 业不 断 发 展 壮 大高 速 公 路 不 断增 多 交 通 事 故驾 驶 员 本 身道 路 环 境气 候汽 车 技 术 状 态 汽 车 行 驶安 全 性 汽 车 安 全 性 主 动 安 全 性 汽 车 所 具 有 的 减 少 交 通 事 故 发 生 概 率 的 能 力 研 究 内 容 包 括 汽 车 的 操 纵 稳 定 性 能 、 制 动 性 能 、 灯光 系 统 和 驾 驶 员 视 野 性 能 等 被 动 安 全 性 汽 车 所 具 有 的 在 交 通 事 故 发 生 时 保 护 乘 员 免 受 伤 害的 能 力 研 究 内 容 包 括 车 身 结 构 抗 撞 性 、 约 束 系 统 性 能 、 转向 系 统 的 防 伤 性 能 等 “ 抗 撞 性 ” 汽 车 结 构 在 碰 撞 过 程 中 保 护 乘 员 的 能 力 这 种 保 护 能 力 主 要 由 车 身 结 构 提 供第 一 节 概 述一 、 汽 车 碰 撞 的 形 式二 、 被 动 安 全 性 法 规与 新 车 评 估 程 序 通 常 将 汽 车 的 碰 撞 形 式 分 为 正 面 碰 撞 、 侧 面 碰 撞 、 后面 碰 撞 和 滚 翻 在 交 通 事 故 中 ， 发 生 不 同 形 式 碰 撞 的 比 例 不 同 正 碰 ： 占 总 数 6 7 。 由 于 已 采 取 了 很 多 成 功 措 施 ， 人 员 死 亡 数 只 占汽 车 碰 撞 事 故 总 死 亡 人 数 的 3 1 侧 碰 ： 占 总 数 2 8 。 由 于 对 乘 员 的 保 护 比 正 碰 困 难 ， 人 员 死 亡 数 占汽 车 碰 撞 事 故 总 死 亡 人 数 的 3 4 滚 翻 ： 发 生 的 比 例 虽 很 小 ， 但 死 亡 率 很 高 ， 死 亡 人 数 占 碰 撞 事 故 死亡 总 人 数 的 3 3 ， 多 数 是 由 于 乘 员 被 甩 出 乘 员 舱 造 成 的 ， 在 死 亡 的乘 员 中 只 有 1 3 系 上 了 安 全 带 后 碰 ： 发 生 的 比 例 也 很 小 ， 且 通 常 是 低 速 碰 撞 ， 死 亡 比 例 低 ， 颈 部的 鞭 梢 性 伤 害 是 经 常 出 现 的 伤 害 形 式 第 一 节 概 述一 、 汽 车 碰 撞 的 形 式二 、 被 动 安 全 性 法 规与 新 车 评 估 程 序 目 前 ， 关 于 汽 车 被 动 安 全 性 要 求 的 公 开 规 范 主 要 有 法规 和 民 间 性 质 的 评 价 程 序 规 定 了 对 汽 车 被 动 安 全 性 的 要 求 和 规 范 化 的 试 验 方 法 为 车 身 结 构 抗 撞 性 设 计 指 明 了 目 标第 一 节 概 述一 、 汽 车 碰 撞 的 形 式二 、 被 动 安 全 性 法 规与 新 车 评 估 程 序 （ 一 ） 被 动 安 全 性 法 规 汽 车 产 品 认 证 制 度 ， 是 国 家 对 汽 车 产 品 管 理 的 一 种 方式 ， 产 品 只 有 通 过 认 证 ， 才 能 在 市 场 上 销 售 。 汽 车 安全 法 规 已 经 成 为 推 动 汽 车 工 业 技 术 进 步 和 不 断 提 高 汽车 安 全 性 的 主 要 动 力 之 一 汽 车 安 全 性 法 规 中 比 较 有 代 表 性 的 是 美 国 联 邦 机 动 车安 全 法 规 （ FMVSS） 和 欧 洲 法 规 （ ECE和 EEC） ， 其 它如 日 本 、 加 拿 大 、 澳 大 利 亚 等 国 家 的 法 规 基 本 上 是 参考 美 国 和 欧 洲 的 法 规 制 定 的 我 国 汽 车 安 全 性 法 规 的 制 定 工 作 起 步 比 较 晚 、 起 点 比较 低 ， 但 是 也 陆 续 制 定 了 许 多 强 制 性 汽 车 安 全 法 规第 一 节 概 述一 、 汽 车 碰 撞 的 形 式二 、 被 动 安 全 性 法 规与 新 车 评 估 程 序 （ 一 ） 被 动 安 全 性 法 规1 美 国 汽 车 被 动 安 全 法 规 美 国 联 邦 机 动 车 安 全 法 规 FMVSS， 是 在 美 国 国 家 交 通及 机 动 车 安 全 法 的 授 权 下 ， 由 美 国 运 输 部 （ DOT） 下属 的 国 家 公 路 交 通 安 全 管 理 局 （ NHTSA） 制 定 的 ， 它 们都 被 收 录 在 联 邦 法 规 集 （ CFR） 第 4 9 篇 第 5 7 1 部 分 从 1 9 6 8 年 1 月 1 0 日 实 行 以 来 ， 经 过 不 断 的 修 改 ， 各 条 款的 要 求 越 来 越 严 格 FMVSS将 汽 车 的 安 全 问 题 主 要 分 为 三 大 部 分 第 一 部 分 是 主 动 安 全 法 规 ， 在 FMVSS的 1 0 0 系 列 编 号 之 内 第 二 部 分 是 被 动 安 全 法 规 ， 属 于 FMVSS中 2 0 0 系 列 编 号 之 内 第 三 部 分 是 防 止 发 生 撞 车 火 灾 事 故 的 法 规 ， 分 别 在 FMVSS中 3 0 0 系 列 编 号 之 内第 一 节 概 述一 、 汽 车 碰 撞 的 形 式二 、 被 动 安 全 性 法 规与 新 车 评 估 程 序 （ 一 ） 被 动 安 全 性 法 规1 美 国 汽 车 被 动 安 全 法 规第 一 节 概 述一 、 汽 车 碰 撞 的 形 式二 、 被 动 安 全 性 法 规与 新 车 评 估 程 序 （ 一 ） 被 动 安 全 性 法 规2 欧 洲 汽 车 被 动 安 全 法 规 欧 洲 各 国 除 了 有 自 己 的 汽 车 法 规 外 ， 主 要 有 两 个 地 区 性 的 汽 车法 规 联 合 国 欧 洲 经 济 委 员 会 （ ECE） 制 定 的 汽 车 法 规 ： 由 各 国 任 意自 选 ， 是 非 强 制 性 的 欧 洲 经 济 共 同 体 （ EEC） 制 定 的 指 令 ： 作 为 各 成 员 国 的 统 一 法规 ， 是 强 制 性 的 EEC指 令 从 法 规 内 容 看 ， 与 ECE法 规 大 多 数 项 目 基 本 相 同第 一 节 概 述一 、 汽 车 碰 撞 的 形 式二 、 被 动 安 全 性 法 规与 新 车 评 估 程 序 （ 一 ） 被 动 安 全 性 法 规2 欧 洲 汽 车 被 动 安 全 法 规第 一 节 概 述一 、 汽 车 碰 撞 的 形 式二 、 被 动 安 全 性 法 规与 新 车 评 估 程 序 （ 一 ） 被 动 安 全 性 法 规3 我 国 汽 车 被 动 安 全 的 强 制 性 标 准 和 法 规 以 欧 洲 ECE/EEC汽 车 技 术 法 规 体 系 为 主 要 参 考 ， 在 具 体 内 容 上 紧跟 欧 、 美 、 日 三 大 汽 车 法 规 体 系 的 协 调 成 果 从 技 术 要 求 角 度 看 ， 内 容 与 国 际 上 先 进 的 法 规 体 系 基 本 相 同 从 1 9 9 3 年 第 一 批 强 制 性 标 准 发 布 以 来 ， 汽 车 安 全 方 面 的 标 准 共有 6 6 项 ， 其 中 主 动 安 全 2 3 项 ， 被 动 安 全 2 4 项 ， 一 般 安 全 1 9 项第 一 节 概 述一 、 汽 车 碰 撞 的 形 式二 、 被 动 安 全 性 法 规与 新 车 评 估 程 序 （ 一 ） 被 动 安 全 性 法 规3 我 国 汽 车 被 动 安 全 的 强 制 性 标 准 和 法 规 中 国 汽 车 技 术 法 规 体 系 CMVDR是 参 照 ECE法 规 体 系 建 立的 ， 1 9 9 9 年 1 0 月 2 8 日 ， 原 国 家 机 械 工 业 局 颁 布 了 中 国 第一 项 汽 车 技 术 法 规 CMVDR2 9 4 关 于 正 面 碰 撞 乘 员 保 护的 设 计 规 则 ， 到 目 前 为 止 已 经 颁 布 了 4 0 项 CMVDR第 一 节 概 述一 、 汽 车 碰 撞 的 形 式二 、 被 动 安 全 性 法 规与 新 车 评 估 程 序 （ 二 ） 新 车 评 估 程 序 新 车 评 估 程 序 （ NCAP） 1 9 7 8 年 首 先 在 美 国 开 始 ， 主 要 目的 是 为 消 费 者 提 供 汽 车 安 全 性 能 准 确 和 全 面 的 信 息 ， 以帮 助 他 们 做 出 购 车 决 定 NCAP通 过 市 场 激 励 机 制 ， 促 使 汽 车 生 产 厂 商 自 主 地 开 发出 能 在 碰 撞 中 更 好 保 护 乘 员 的 汽 车 与 强 制 性 汽 车 安 全 法 规 相 比 ， NCAP有 以 下 几 个 特 点1 . 执 行 机 构 的 中 立 性 质2 . 试 验 内 容 更 严 格 和 全 面3 . 对 试 验 结 果 的 评 价 更 加 细 化第 一 节 概 述一 、 汽 车 碰 撞 的 形 式二 、 被 动 安 全 性 法 规与 新 车 评 估 程 序 （ 二 ） 新 车 评 估 程 序 现 在 ， 开 展 NCAP的 主 要 有 美 国 、 欧 洲 、 日 本 、 澳 大 利 亚 和我 国 等 国 家 美 国 US-NCAP： 从 1 9 7 8 年 开 始 ， 由 国 家 公 路 交 通 安 全 管 理 局负 责 进 行 。 所 进 行 的 试 验 包 括 与 刚 性 固 定 壁 障 的 正 面 碰 撞 试验 、 移 动 可 变 形 壁 障 与 静 止 试 验 车 侧 面 碰 撞 试 验 和 汽 车 抗 滚翻 试 验 欧 洲 EURO-NCAP： 从 1 9 9 7 年 开 始 ， 所 进 行 的 试 验 包 括 与 可 变形 固 定 壁 障 4 0 重 叠 率 的 正 面 碰 撞 试 验 、 移 动 可 变 形 壁 障 与静 止 试 验 车 侧 面 碰 撞 试 验 、 横 向 移 动 试 验 车 侧 面 撞 击 刚 性 柱形 障 碍 物 试 验 和 撞 行 人 试 验 我 国 C-NCAP：第 一 节 概 述一 、 汽 车 碰 撞 的 形 式二 、 被 动 安 全 性 法 规与 新 车 评 估 程 序 (一 ) 乘 员 伤 害 的 原 因1 ） 生 存 空 间 丧 失 乘 员 舱 外 部 结 构 的 侵 入 或 乘 员 舱 的 变 形 ， 导 致 乘 员 生存 空 间 的 丧 失 ， 使 乘 员 受 到 挤 压 或 撞 击 例 ： 正 碰 ， 转 向 盘 将 乘 员 挤 在 座 椅 靠 背 上 侧 碰 ， 受 撞 击 后 侵 入 乘 员 舱 的 侧 门 直 接 撞 击 乘 员 滚 翻 事 故 ， 车 顶 结 构 严 重 挤 压 变 形 使 乘 员 头 部 受 到 挤 压 等第 二 节 车 身 抗 撞 性 设 计要 求一 、 乘 员 伤 害 的 原 因和 伤 害 机 理二 、 抗 撞 性 设 计 要 求和 对 结 构 抗 撞 性 的规 定 (一 ) 乘 员 伤 害 的 原 因2 ） 二 次 碰 撞 碰 撞 中 ， 乘 员 生 存 空 间 未 丧 失 情 况 下 ， 乘 员 与 汽 车 内部 结 构 的 碰 撞 或 被 抛 出 车 外 被 称 为 二 次 碰 撞 ， 这 也 是造 成 碰 撞 中 乘 员 伤 害 的 一 类 主 要 原 因 措 施 座 椅 和 安 全 带 对 乘 员 的 约 束 通 过 内 部 吸 能 装 置第 二 节 车 身 抗 撞 性 设 计要 求一 、 乘 员 伤 害 的 原 因和 伤 害 机 理二 、 抗 撞 性 设 计 要 求和 对 结 构 抗 撞 性 的规 定 (一 ) 乘 员 伤 害 的 原 因3 ） 碰 撞 后 不 能 快 速 逃 逸 与 被 救 援 汽 车 发 生 碰 撞 事 故 后 ， 若 乘 员 不 能 及 时 逃 逸 或 被 救 援 ，也 会 使 伤 害 加 重 例 ： 碰 撞 乘 员 失 血 ， 且 不 能 及 时 逃 逸 或 被 救 ， 可 能 出 现由 于 失 血 过 多 而 导 致 死 亡 的 危 险 碰 撞 后 不 能 快 速 逃 逸 与 被 救 援 的 主 要 结 构 原 因 ： 乘 员 逃 逸 空 间 丧 失 了 如 ： 驾 驶 员 被 挤 住 了 或 安 全 带 卡 住 了 碰 撞 后 用 于 乘 员 逃 逸 或 被 救 援 的 车 门 难 以 被 打 开第 二 节 车 身 抗 撞 性 设 计要 求一 、 乘 员 伤 害 的 原 因和 伤 害 机 理二 、 抗 撞 性 设 计 要 求和 对 结 构 抗 撞 性 的规 定 (一 ) 乘 员 伤 害 的 原 因4 ） 碰 撞 火 灾 碰 撞 后 ， 如 果 燃 油 系 统 发 生 泄 漏 ， 就 可 能 导 致 火 灾 ， 这也 会 造 成 对 乘 员 的 伤 害第 二 节 车 身 抗 撞 性 设 计要 求一 、 乘 员 伤 害 的 原 因和 伤 害 机 理二 、 抗 撞 性 设 计 要 求和 对 结 构 抗 撞 性 的规 定 （ 二 ） 乘 员 伤 害 机 理 进 行 车 身 抗 撞 性 设 计 的 最 终 目 的 ， 是 保 护 汽 车 碰 撞 事故 中 人 员 的 安 全 了 解 汽 车 碰 撞 事 故 中 乘 员 伤 害 的 机 理 ， 有 助 于 将 各 种碰 撞 形 式 下 对 乘 员 保 护 的 要 求 ， 转 化 为 对 车 身 结 构 碰撞 响 应 特 性 的 要 求 ， 以 有 的 放 矢 的 进 行 车 身 结 构 抗 撞性 的 设 计第 二 节 车 身 抗 撞 性 设 计要 求一 、 乘 员 伤 害 的 原 因和 伤 害 机 理二 、 抗 撞 性 设 计 要 求和 对 结 构 抗 撞 性 的规 定 （ 二 ） 乘 员 伤 害 机 理1 头 部 伤 害 一 般 都 是 由 冲 击 产 生 颅 骨 与 脑 的 相 对 运 动 而 引 起 的 脑 伤 害 的 主 要 原 因 是 作 用 在 脑 本 体 的 正 压 力 、 负 压 力和 由 压 力 梯 度 引 起 的 剪 切 作 用 ， 或 者 说 是 脑 本 体 相 对于 颅 骨 的 运 动 为 了 防 止 碰 撞 中 对 乘 员 头 部 的 伤 害 ， 应 当 减 小 头 部 受到 的 冲 击 或 头 部 的 减 速 度第 二 节 车 身 抗 撞 性 设 计要 求一 、 乘 员 伤 害 的 原 因和 伤 害 机 理二 、 抗 撞 性 设 计 要 求和 对 结 构 抗 撞 性 的规 定 （ 二 ） 乘 员 伤 害 机 理2 颈 部 伤 害 汽 车 碰 撞 事 故 中 ， 颈 部 受 碰 撞 的 情 况 不 超 过 4 。 但 颈部 受 极 轻 的 冲 击 ， 也 容 易 留 下 很 麻 烦 的 后 遗 症 。 脊 髓受 到 暂 时 性 撞 击 或 挤 压 ， 也 会 产 生 对 脊 髓 的 伤 害 颈 部 伤 害 的 机 理 ： 椎 体 相 互 间 前 后 方 向 错 动 产 生 的 剪 切 力 使 脊 髓 损 伤 脊 柱 向 前 弯 曲 或 向 后 伸 展 产 生 过 大 拉 伸 或 压 缩 引 起的 损 伤 因 压 缩 产 生 的 椎 间 盘 突 出 引 起 的 损 伤 由 于 椎 体 骨 折 引 起 的 损 伤第 二 节 车 身 抗 撞 性 设 计要 求一 、 乘 员 伤 害 的 原 因和 伤 害 机 理二 、 抗 撞 性 设 计 要 求和 对 结 构 抗 撞 性 的规 定 （ 二 ） 乘 员 伤 害 机 理2 颈 部 伤 害 后 碰 引 起 的 “ 鞭 梢 综 合 症 ” 是 颈 部 被 头 部 惯 性 力 过 度 拉 伸 的 结 果 在 使 用 安 全 气 囊 的 情 况 下 ， 当 前 排 乘 员 的 位 置 不 正 确 或驾 驶 员 的 身 材 较 矮 小 时 ， 气 囊 的 展 开 可 能 会 造 成 颈 部 的拉 伸 伤 害第 二 节 车 身 抗 撞 性 设 计要 求一 、 乘 员 伤 害 的 原 因和 伤 害 机 理二 、 抗 撞 性 设 计 要 求和 对 结 构 抗 撞 性 的规 定 （ 二 ） 乘 员 伤 害 机 理2 颈 部 伤 害 由 压 缩 引 起 的 颈 部 伤 害 从 顶 部 对 头 的 冲 击 造 成 的 ， 冲 击 对 颈 部 产 生 很 大 的 压 缩载 荷 ， 并 伴 有 弯 曲 载 荷 头 部 、 颈 部 的 初 始 方 位 和 表 面 摩 擦 决 定 了 颈 部 所 受 弯 曲载 荷 的 大 小第 二 节 车 身 抗 撞 性 设 计要 求一 、 乘 员 伤 害 的 原 因和 伤 害 机 理二 、 抗 撞 性 设 计 要 求和 对 结 构 抗 撞 性 的规 定 （ 二 ） 乘 员 伤 害 机 理3 胸 部 伤 害 严 重 汽 车 碰 撞 事 故 中 ， 作 用 在 胸 部 的 载 荷 经 常 大 得 足以 折 断 肋 骨 和 胸 骨 ， 撕 裂 胸 部 大 动 脉 ， 心 脏 和 肺 也 会被 折 断 的 肋 骨 端 部 割 伤 。 事 故 死 因 的 3 5 4 0 是 胸 部大 动 脉 被 撕 裂 。 对 胸 部 前 面 和 侧 面 的 撞 击 都 会 导 致 大动 脉 的 破 裂 由 于 胸 腔 内 组 织 的 粘 弹 性 特 性 ， 胸 部 伤 害 的 形 式 还 决定 于 载 荷 的 速 度 对 胸 部 撞 击 速 度 小 于 3 m/s的 低 速 载 荷 ， 胸 部 伤 害 主 要 是由 于 对 胸 腔 的 挤 压 造 成 胸 部 的 变 形 或 骨 折 在 非 常 高 速 载 荷 的 作 用 下 ， 所 形 成 的 压 缩 波 通 过 胸 部 时， 会 造 成 肺 泡 组 织 破 裂 。 在 类 似 拍 击 的 作 用 下 ， 也 会 造成 肺 的 挫 伤 、 心 室 壁 的 挫 伤 或 致 命 的 心 室 纤 维 颤 动第 二 节 车 身 抗 撞 性 设 计要 求一 、 乘 员 伤 害 的 原 因和 伤 害 机 理二 、 抗 撞 性 设 计 要 求和 对 结 构 抗 撞 性 的规 定 （ 二 ） 乘 员 伤 害 机 理3 胸 部 伤 害 正 碰 乘 员 胸 部 可 能 与 转 向 盘 和 仪 表 板 发 生 高 速 碰 撞 ， 佩 戴 安全 带 还 会 受 到 安 全 带 压 迫 ， 气 囊 过 硬 也 会 对 乘 员 的 胸 部产 生 撞 击 为 减 轻 对 乘 员 胸 部 的 伤 害 ， 一 方 面 ， 应 减 少 仪 表 板 和 转向 盘 的 后 移 量 ； 另 一 方 面 ， 对 安 全 带 、 安 全 气 囊 、 吸 能式 转 向 柱 进 行 合 理 设 计 ， 并 采 用 吸 能 式 仪 表 板 、 转 向 盘和 内 饰 侧 碰 侵 入 乘 员 舱 的 侧 围 结 构 会 从 侧 面 高 速 撞 击 该 侧 乘 员 胸 部 为 减 小 对 乘 员 胸 部 的 伤 害 ， 不 仅 要 控 制 侧 面 结 构 对 乘 员舱 的 侵 入 量 ， 还 应 当 减 小 其 侵 入 后 撞 击 乘 员 的 速 度第 二 节 车 身 抗 撞 性 设 计要 求一 、 乘 员 伤 害 的 原 因和 伤 害 机 理二 、 抗 撞 性 设 计 要 求和 对 结 构 抗 撞 性 的规 定 （ 二 ） 乘 员 伤 害 机 理4 腹 部 伤 害 对 腹 部 的 伤 害 取 决 于 作 用 力 的 强 度 和 速 度 内 脏 的 伤 害 多 为 因 强 烈 打 击 引 起 的 挫 伤 、 裂 伤 。 实 体器 官 比 中 空 器 官 更 容 易 受 到 伤 害 。 肝 脏 和 脾 脏 受 伤 害的 频 率 较 高 ， 对 它 们 的 伤 害 会 危 及 生 命 正 碰 ： 对 腹 部 的 伤 害 常 由 于 方 向 盘 的 挤 压 或 撞 击 、 安全 带 的 作 用 造 成 侧 碰 ： 对 腹 部 的 伤 害 一 般 是 由 侵 入 乘 员 舱 的 侧 围 结 构从 侧 面 撞 击 和 挤 压 乘 员 腹 部 造 成 的第 二 节 车 身 抗 撞 性 设 计要 求一 、 乘 员 伤 害 的 原 因和 伤 害 机 理二 、 抗 撞 性 设 计 要 求和 对 结 构 抗 撞 性 的规 定 （ 二 ） 乘 员 伤 害 机 理5 骨 盆 伤 害 正 碰 对 骨 盆 的 伤 害 通 常 是 由 于 膝 盖 撞 击 仪 表 板 造 成 的 大 腿 骨 的 头 部 被 推 向 关 节 窝 ， 如 果 髋 部 是 外 展 的 ， 对 大腿 骨 向 后 的 撞 击 可 能 引 起 髋 关 节 脱 臼 。 如 果 大 腿 被 挤 在座 椅 靠 背 与 仪 表 板 之 间 ， 骨 盆 可 能 会 在 骶 骨 关 节 与 骶 骨分 离 侧 碰 车 门 撞 击 股 骨 大 转 子 ， 导 致 向 内 侧 推 髋 关 节 窝 。 最 经 常出 现 的 伤 害 是 髋 骨 臼 部 骨 折 当 从 侧 面 撞 击 大 腿 时 ， 也 常 发 生 髋 骨 臼 部 骨 折 或 髋 关 节脱 臼第 二 节 车 身 抗 撞 性 设 计要 求一 、 乘 员 伤 害 的 原 因和 伤 害 机 理二 、 抗 撞 性 设 计 要 求和 对 结 构 抗 撞 性 的规 定 （ 二 ） 乘 员 伤 害 机 理6 下 肢 伤 害 下 肢 由 三 个 主 要 人 体 部 位 和 两 个 高 度 灵 活 的 关 节 组 成 三 个 人 体 部 位 分 别 是 大 腿 、 小 腿 和 脚 两 个 高 度 灵 活 的 关 节 是 膝 关 节 和 踝 关 节 正 碰 ： 对 驾 驶 员 放 脚 空 间 的 较 大 侵 入 ， 经 常 造 成 对 下 肢 关 节 和骨 骼 的 伤 害 除 非 是 大 出 血 ， 这 种 伤 害 一 般 不 会 危 及 生 命 ， 但 往 往 留下 比 较 严 重 的 后 遗 症第 二 节 车 身 抗 撞 性 设 计要 求一 、 乘 员 伤 害 的 原 因和 伤 害 机 理二 、 抗 撞 性 设 计 要 求和 对 结 构 抗 撞 性 的规 定 （ 二 ） 乘 员 伤 害 机 理6 下 肢 伤 害1 ） 膝 关 节 膝 盖 与 仪 表 板 接 触 时 ， 经 常 会 发 生 膝 盖 伤 害 以 前 的 汽 车 碰 撞 事 故 中 ， 会 发 生 小 腿 在 膝 盖 以 下 受 到仪 表 板 撞 击 而 膝 盖 没 有 与 仪 表 板 接 触 的 情 况 ， 这 时 ，常 会 发 生 十 字 韧 带 的 撕 裂 现 在 ， 汽 车 仪 表 板 下 部 都 有 一 个 向 远 离 乘 员 方 向 倾 斜的 斜 面 ， 从 而 在 碰 撞 中 保 护 了 十 字 韧 带 。 但 汽 车 的 仪表 板 仍 然 有 相 对 较 硬 的 表 面 ， 当 膝 盖 与 其 接 触 时 ， 仍会 导 致 膝 盖 骨 的 骨 折第 二 节 车 身 抗 撞 性 设 计要 求一 、 乘 员 伤 害 的 原 因和 伤 害 机 理二 、 抗 撞 性 设 计 要 求和 对 结 构 抗 撞 性 的规 定 （ 二 ） 乘 员 伤 害 机 理6 下 肢 伤 害2 ） 踝 关 节 对 踝 关 节 一 般 伤 害 的 包 括 中 间 和 侧 面 脚 踝 骨 的 骨 折 、跗 骨 颈 部 和 胫 骨 末 端 的 骨 折 。 软 组 织 伤 害 包 括 围 绕 在踝 关 节 四 周 的 韧 带 撕 裂 在 碰 撞 事 故 中 ， 对 放 脚 空 间 的 侵 入 会 使 脚 向 脚 面 相 反方 向 或 外 侧 弯 曲 。 这 些 旋 转 运 动 是 导 致 踝 关 节 骨 折 和韧 带 损 伤 的 主 要 原 因第 二 节 车 身 抗 撞 性 设 计要 求一 、 乘 员 伤 害 的 原 因和 伤 害 机 理二 、 抗 撞 性 设 计 要 求和 对 结 构 抗 撞 性 的规 定 （ 二 ） 乘 员 伤 害 机 理6 下 肢 伤 害3 ） 长 骨 骨 折 下 肢 长 骨 包 括 股 骨 、 胫 骨 和 腓 骨 在 弯 曲 载 荷 的 作 用 下 ， 会 发 生 股 骨 和 胫 骨 中 间 折 断 对 于 股 骨 ， 当 膝 盖 插 入 较 软 的 仪 表 板 的 时 候 ， 作 用 在 膝盖 上 的 力 会 产 生 这 种 弯 曲 力 矩 胫 骨 中 间 折 断 一 般 由 于 力 直 接 作 用 在 骨 的 中 段 造 成 。 当小 腿 与 仪 表 板 底 部 过 渡 处 结 构 撞 击 时 ， 会 产 生 这 种 伤 害第 二 节 车 身 抗 撞 性 设 计要 求一 、 乘 员 伤 害 的 原 因和 伤 害 机 理二 、 抗 撞 性 设 计 要 求和 对 结 构 抗 撞 性 的规 定 （ 二 ） 乘 员 伤 害 机 理6 下 肢 伤 害4 ） 脚 骨 骨 折 对 放 脚 空 间 的 侵 入 往 往 会 造 成 脚 骨 损 伤 如 ： 制 动 踏 板 在 碰 撞 中 的 运 动 会 折 断 蹠 骨 ， 造 成 脚 向脚 面 相 反 方 向 的 运 动 ， 会 导 致 在 跗 骨 的 颈 部 发 生 骨 折第 二 节 车 身 抗 撞 性 设 计要 求一 、 乘 员 伤 害 的 原 因和 伤 害 机 理二 、 抗 撞 性 设 计 要 求和 对 结 构 抗 撞 性 的规 定 （ 三 ） 乘 降 和 侵 入 速 度 对 乘 员 伤 害 的 影 响1 “ 乘 降 ” 的 概 念 在 正 面 碰 撞 乘 员 保 护 中 ， 乘 降 是 一 个 重 要 的 概 念 ， 它是 指 碰 撞 过 程 中 乘 员 的 一 部 分 初 始 动 能 在 汽 车 减 速 过程 中 被 消 耗 乘 降 可 以 减 小 约 束 系 统 对 乘 员 胸 部 的 作 用 力 ， 这 对 减轻 乘 员 胸 部 、 头 部 和 颈 部 伤 害 都 有 利第 二 节 车 身 抗 撞 性 设 计要 求一 、 乘 员 伤 害 的 原 因和 伤 害 机 理二 、 抗 撞 性 设 计 要 求和 对 结 构 抗 撞 性 的规 定 （ 三 ） 乘 降 和 侵 入 速 度 对 乘 员 伤 害 的 影 响第 二 节 车 身 抗 撞 性 设 计要 求一 、 乘 员 伤 害 的 原 因和 伤 害 机 理二 、 抗 撞 性 设 计 要 求和 对 结 构 抗 撞 性 的规 定 （ 三 ） 乘 降 和 侵 入 速 度 对 乘 员 伤 害 的 影 响 例 ：第 二 节 车 身 抗 撞 性 设 计要 求一 、 乘 员 伤 害 的 原 因和 伤 害 机 理二 、 抗 撞 性 设 计 要 求和 对 结 构 抗 撞 性 的规 定 乘 员 胸 部 合 成 加 速 度 最 大 值 随 着 乘 降 效 率 的 提 高 而 降 低 汽 车 同 样 初 速 度 条 件 下 ， 将 正 面 碰 撞 中 车 身 减 速 度 设 计 得 小 一 些 ， 汽 车 的 压 缩 变 形 量 就 会 大 一 些 ， 就 提 高 乘 降 效 率 ， 乘员 胸 部 合 成 减 速 度 就 小 ， 对 乘 员 的 伤 害 就 小 ， 乘 员 头 部 和 颈部 伤 害 通 常 也 会 减 小 正 面 碰 撞US-NCAP （ 三 ） 乘 降 和 侵 入 速 度 对 乘 员 伤 害 的 影 响2 车 门 侵 入 速 度 对 乘 员 伤 害 的 影 响 以 移 动 可 变 形 壁 障 （ MDB） 从 侧 面 撞 击 静 止 试 验 车 为 例 。 在碰 撞 中 ， 将 发 生 如 下 的 动 量 交 换 主 要 动 量 交 换 发 生 在 MDB与 被 撞 车 辆 之 间 。 随 着 MDB速度 的 减 小 ， 被 撞 车 辆 的 刚 体 速 度 逐 渐 增 加 ， 直 到 它 们 相同 为 止 车 门 与 MDB之 间 的 动 量 交 换 。 车 门 迅 速 获 得 与 MDB相 同的 速 度 侵 入 乘 员 舱 的 车 门 与 静 止 的 侧 面 碰 撞 假 人 （ SID） 接 触 时的 动 量 交 换 。 被 快 速 侵 入 的 车 门 撞 击 后 ， 假 人 在 侧 向 方向 上 迅 速 加 速第 二 节 车 身 抗 撞 性 设 计要 求一 、 乘 员 伤 害 的 原 因和 伤 害 机 理二 、 抗 撞 性 设 计 要 求和 对 结 构 抗 撞 性 的规 定 （ 三 ） 乘 降 和 侵 入 速 度 对 乘 员 伤 害 的 影 响第 二 节 车 身 抗 撞 性 设 计要 求一 、 乘 员 伤 害 的 原 因和 伤 害 机 理二 、 抗 撞 性 设 计 要 求和 对 结 构 抗 撞 性 的规 定 （ 一 ） 车 身 抗 撞 性 设 计 要 求1 正 面 碰 撞 1 ） 确 保 乘 员 生 存 空 间 ， 减 小 乘 员 舱 变 形 和 对 乘 员 舱 的 侵 入 2 ） 减 小 车 身 减 速 度 3 ） 碰 撞 过 程 中 车 门 不 能 打 开 。 碰 撞 后 可 以 不 使 用 工 具 打 开车 门第 二 节 车 身 抗 撞 性 设 计要 求一 、 乘 员 伤 害 的 原 因和 伤 害 机 理二 、 抗 撞 性 设 计 要 求和 对 结 构 抗 撞 性 的规 定 （ 一 ） 车 身 抗 撞 性 设 计 要 求2 侧 面 碰 撞 抗 侧 面 碰 撞 设 计 应 当 以 减 小 乘 员 舱 侵 入 、 维 持 乘 员 生 存 空 间为 重 点 1 ） 减 小 侧 围 结 构 对 乘 员 舱 的 侵 入 量 ， 防 止 侵 入 量 过 大 时 对乘 员 的 挤 压 伤 害 2 ） 减 小 侧 围 结 构 对 乘 员 舱 的 侵 入 速 度 ， 特 别 是 与 乘 员 接 触时 车 门 的 速 度 ， 减 轻 对 乘 员 的 撞 击 力 3 ） 碰 撞 过 程 中 车 门 不 能 打 开 。 碰 撞 后 可 以 不 使 用 工 具 打 开非 碰 撞 侧 的 车 门第 二 节 车 身 抗 撞 性 设 计要 求一 、 乘 员 伤 害 的 原 因和 伤 害 机 理二 、 抗 撞 性 设 计 要 求和 对 结 构 抗 撞 性 的规 定 （ 一 ） 车 身 抗 撞 性 设 计 要 求3 后 面 碰 撞 1 ） 减 小 乘 员 舱 变 形 。 通 常 用 后 排 座 位 R点 的 前 移 量 来 衡 量 2 ） 减 小 碰 撞 中 车 身 的 减 速 度 ， 减 轻 乘 员 的 鞭 梢 性 伤 害 3 ） 在 碰 撞 中 维 持 油 箱 的 存 放 空 间 ， 减 小 对 油 箱 、 油 路 挤 压第 二 节 车 身 抗 撞 性 设 计要 求一 、 乘 员 伤 害 的 原 因和 伤 害 机 理二 、 抗 撞 性 设 计 要 求和 对 结 构 抗 撞 性 的规 定 （ 一 ） 车 身 抗 撞 性 设 计 要 求4 滚 翻 1 ） 减 小 乘 员 舱 的 变 形 量 ， 特 别 是 车 顶 的 变 形 2 ） 要 求 碰 撞 过 程 中 车 门 不 能 打 开 。 碰 撞 后 可 以 不 使 用 工 具打 开 车 门第 二 节 车 身 抗 撞 性 设 计要 求一 、 乘 员 伤 害 的 原 因和 伤 害 机 理二 、 抗 撞 性 设 计 要 求和 对 结 构 抗 撞 性 的规 定 （ 一 ） 车 身 抗 撞 性 设 计 要 求5 低 速 碰 撞 主 要 避 免 汽 车 重 要 部 件 的 损 坏 ， 减 少 因 撞 车 带 来 的 维 修 费 用 要 求 设 置 低 速 碰 撞 吸 能 区 ， 使 低 速 碰 撞 车 辆 的 动 能 主 要 通 过低 速 碰 撞 吸 能 区 的 变 形 被 吸 收 ， 并 尽 量 不 使 低 速 碰 撞 吸 能 区后 部 的 车 身 主 要 结 构 发 生 永 久 变 形第 二 节 车 身 抗 撞 性 设 计要 求一 、 乘 员 伤 害 的 原 因和 伤 害 机 理二 、 抗 撞 性 设 计 要 求和 对 结 构 抗 撞 性 的规 定 （ 一 ） 车 身 抗 撞 性 设 计 要 求6 行 人 保 护 撞 行 人 时 ， 汽 车 对 行 人 的 伤 害 一 般 包 括 一 次 碰 撞 时 由 保 险 杠 、 前 散 热 器 罩 和 发 动 机 罩 前 端 等 产 生 的 下肢 伤 害 行 人 与 发 动 机 罩 、 挡 风 玻 璃 等 二 次 碰 撞 时 的 头 部 伤 害 受 撞 击 后 的 行 人 与 路 面 三 次 碰 撞 产 生 的 伤 害 车 身 结 构 设 计 时 应 将 相 关 部 位 的 刚 度 设 计 得 软 一 些 ， 以 缓 冲对 人 体 的 撞 击 在 行 人 保 护 措 施 中 ， 应 防 止 车 外 凸 出 物 对 行 人 的 伤 害第 二 节 车 身 抗 撞 性 设 计要 求一 、 乘 员 伤 害 的 原 因和 伤 害 机 理二 、 抗 撞 性 设 计 要 求和 对 结 构 抗 撞 性 的规 定 （ 二 ） 法 规 中 有 关 车 身 结 构 抗 撞 性 的 规 定 美 国 ： 没 有 对 车 身 结 构 抗 撞 性 性 进 行 详 细 规 定 ECE R3 3 对 正 面 碰 撞 中 被 撞 汽 车 结 构 的 性 能 进 行 了 规 定 ， 适用 于 M1 类 车 辆 碰 撞 后 ， 通 过 座 椅 R点 的 横 向 平 面 与 通 过 仪 表 板 最 后 边 投 影 线 的横 向 平 面 间 的 距 离 不 小 于 4 5 0 mm； 碰 撞 后 ， 通 过 座 椅 R点 的 横 向 平 面 与 通 过 制 定 踏 板 中 心 的 横 向 平面 间 的 距 离 不 小 于 6 5 0 mm； 放 脚 位 置 空 间 的 左 右 隔 板 间 的 距 离 不 小 于 2 5 0 mm； 汽 车 地 板 与 顶 棚 的 距 离 减 少 量 不 超 过 1 0 ； 碰 撞 过 程 中 车 门 被 不 能 撞 开 ； 碰 撞 后 ， 侧 门 应 能 不 使 用 工 具 被 打 开 我 国 被 动 安 全 法 规 也 仅 对 作 为 最 终 指 标 的 乘 员 伤 害 等 内 容 进行 了 规 定 ， 没 有 详 细 规 定 车 身 结 构 的 碰 撞 性 能第 二 节 车 身 抗 撞 性 设 计要 求一 、 乘 员 伤 害 的 原 因和 伤 害 机 理二 、 抗 撞 性 设 计 要 求和 对 结 构 抗 撞 性 的规 定 （ 三 ） NCAP进 行 碰 撞 结 果 评 价 时 对 结 构 因 素 的 考 虑 美 国 的 NHTSA对 NCAP的 试 验 结 果 进 行 评 价 时 ， 没 有 包括 对 结 构 因 素 的 详 细 考 虑 欧 洲 和 日 本 的 NCAP 对 正 面 碰 撞 结 果 评 价 时 ， 都 考 虑 了 结 构 因 素 的 影 响 ， 关心 乘 员 生 存 空 间 的 保 持 和 碰 撞 后 逃 逸 和 救 援 的 难 易 度 ： 仪 表 板 的 运 动 转 向 盘 的 运 动 放 脚 空 间 的 变 形 踏 板 的 运 动 车 门 开 口 的 变 形 碰 撞 中 车 门 是 否 打 开 和 碰 撞 后 车 门 开 启 的 难 易 在 对 侧 面 碰 撞 结 果 进 行 评 价 时 ， 对 结 构 因 素 的 考 虑 较 少第 二 节 车 身 抗 撞 性 设 计要 求一 、 乘 员 伤 害 的 原 因和 伤 害 机 理二 、 抗 撞 性 设 计 要 求和 对 结 构 抗 撞 性 的规 定 （ 一 ） 车 身 抗 撞 性 分 析 方 法 的 发 展 上 世 纪 6 0 年 代 末 以 前 ， 汽 车 对 障 碍 物 的 碰 撞 试 验 是 评价 汽 车 抗 撞 性 唯 一 可 用 的 方 法 缺 点 是 研 发 周 期 长 、 成 本 高 ， 并 且 无 法 在 汽 车 重 量 和 抗 撞 性 方面 使 设 计 达 到 最 优 化 上 世 纪 6 0 年 代 以 后 ， 大 量 应 用 汽 车 碰 撞 模 拟 技 术 通 过 数 值 模 拟 技 术 在 车 身 结 构 设 计 中 的 应 用 ， 设 计 人 员 实 现 了对 最 终 设 计 的 更 有 效 控 制 ， 减 小 了 设 计 风 险第 三 节 车 身 抗 撞 性 分 析方 法 和 模 拟 技 术一 、 抗 撞 性 分 析 方 法 和模 拟 技 术 的 发 展二 、 整 车 碰 撞 模 拟 模 型的 建 立三 、 碰 撞 模 拟 结 果 的 分析 （ 二 ） 碰 撞 模 拟 技 术 的 发 展 上 世 纪 7 0 年 代 初 ， 美 国 通 用 汽 车 公 司 的 Kamal等 人 就 使用 图 6 6 所 示 的 凝 聚 参 数 模 型 研 究 汽 车 的 抗 撞 性 上 世 纪 7 0 年 代 中 期 ， 显 式 非 线 性 有 限 元 技 术 解 决 结 构高 速 撞 击 问 题 现 在 ， 电 脑 计 算 能 力 提 高 ， 商 业 化 软 件 功 能 增 强 、 可靠 性 提 高第 三 节 车 身 抗 撞 性 分 析方 法 和 模 拟 技 术一 、 抗 撞 性 分 析 方 法 和模 拟 技 术 的 发 展二 、 整 车 碰 撞 模 拟 模 型的 建 立三 、 碰 撞 模 拟 结 果 的 分析 （ 二 ） 碰 撞 模 拟 技 术 的 发 展 常 用 的 显 式 非 线 性 有 限 元 软 件 DYNA3 D（ LS-DYNA3 D和 OASYS-DYNA3 D） MSC/DYTRAN ESI/PAM-CRASH 软 件 的 核 心 都 以 美 国 Lawrence Livermore国 家 试 验 室 在 上 个 世 纪7 0 年 代 开 发 的 DYNA公 开 版 的 理 论 为 基 础第 三 节 车 身 抗 撞 性 分 析方 法 和 模 拟 技 术一 、 抗 撞 性 分 析 方 法 和模 拟 技 术 的 发 展二 、 整 车 碰 撞 模 拟 模 型的 建 立三 、 碰 撞 模 拟 结 果 的 分析 BMW X5正 面 碰 撞 仿 真 和 试 验 （ 三 ） 碰 撞 模 拟 的 应 用 设 计 的 不 同 阶 段 ， 分 析 工 作 的 内 容 不 同 ， 建 模 思 想 也不 相 同 ， 用 于 碰 撞 模 拟 的 模 型 有 时 会 有 较 大 的 差 别 碰 撞 模 拟 在 车 身 结 构 设 计 中 的 应 用 分 为 三 个 阶 段 概 念 开 发 阶 段 结 构 设 计 阶 段 结 构 确 认 阶 段第 三 节 车 身 抗 撞 性 分 析方 法 和 模 拟 技 术一 、 抗 撞 性 分 析 方 法 和模 拟 技 术 的 发 展二 、 整 车 碰 撞 模 拟 模 型的 建 立三 、 碰 撞 模 拟 结 果 的 分析 （ 三 ） 碰 撞 模 拟 的 应 用1 在 概 念 开 发 阶 段 的 应 用 对 于 全 新 设 计 ， 在 设 计 初 期 进 行 抗 撞 性 分 析 时 ， 主 要 问 题 是如 何 将 对 汽 车 被 动 安 全 性 的 最 终 要 求 转 化 为 对 车 身 结 构 设 计的 具 体 要 求 ； 可 根 据 对 标 确 定 ， 也 可 通 过 分 析 的 方 法 确 定 在 通 过 分 析 方 法 确 定 对 车 身 结 构 抗 撞 性 设 计 的 具 体 要 求 时 ，通 常 采 用 简 化 模 型 参 数 少 、 改 动 灵 活 、 计 算 迅 速 ， 便 于 进 行 设 计 优 化 或 对 不 同 设计 方 案 进 行 快 速 评 估 可 用 于 此 阶 段 的 模 型 ： 凝 聚 参 数 模 型 、 基 于 有 限 元 理 论 的 参 数化 模 型 和 基 于 多 体 理 论 的 参 数 化 模 型 通 过 模 型 分 析 ， 可 以 进 行 结 构 刚 度 组 织 ； 可 得 出 对 主 要 元 件 刚度 或 吸 能 特 性 的 具 体 要 求 在 概 念 设 计 阶 段 ， 对 每 个 设 计 方 案 各 主 要 性 能 的 分 析 是 同 时进 行 的 ， 此 阶 段 的 成 果 也 是 多 种 约 束 综 合 作 用 的 结 果第 三 节 车 身 抗 撞 性 分 析方 法 和 模 拟 技 术一 、 抗 撞 性 分 析 方 法 和模 拟 技 术 的 发 展二 、 整 车 碰 撞 模 拟 模 型的 建 立三 、 碰 撞 模 拟 结 果 的 分析 （ 三 ） 碰 撞 模 拟 的 应 用2 在 结 构 设 计 阶 段 的 应 用 要 实 现 上 一 阶 段 提 出 的 对 主 要 元 件 特 性 的 要 求 结 构 分 析 工 作 主 要 有 两 类 对 不 同 设 计 方 案 进 行 比 较 在 分 析 原 设 计 方 案 的 基 础 上 提 出 改 进 建 议 对 设 计 方 案 进 行 评 价 是 核 心 工 作第 三 节 车 身 抗 撞 性 分 析方 法 和 模 拟 技 术一 、 抗 撞 性 分 析 方 法 和模 拟 技 术 的 发 展二 、 整 车 碰 撞 模 拟 模 型的 建 立三 、 碰 撞 模 拟 结 果 的 分析 （ 三 ） 碰 撞 模 拟 的 应 用3 在 结 构 确 认 阶 段 的 应 用 包 括 两 个 方 面 需 通 过 真 实 试 验 对 以 前 的 工 作 进 行 确 认 在 整 个 车 身 结 构 设 计 完 成 一 轮 之 后 ， 需 使 用 虚 拟 试 验 的 方 法 进行 评 价 ， 如 果 不 满 意 ， 则 提 出 改 进 意 见 ， 转 入 相 应 的 设 计 修 改循 环 ； 如 果 满 意 就 可 以 进 行 真 实 试 验 在 结 构 确 认 阶 段 所 进 行 的 工 作 包 括 对 所 有 车 身 结 构 性能 的 评 价 ， 这 其 中 很 重 要 一 项 就 是 对 车 身 结 构 抗 撞 性的 评 价 在 计 算 条 件 允 许 的 情 况 下 ， 模 型 应 当 尽 量 详 细第 三 节 车 身 抗 撞 性 分 析方 法 和 模 拟 技 术一 、 抗 撞 性 分 析 方 法 和模 拟 技 术 的 发 展二 、 整 车 碰 撞 模 拟 模 型的 建 立三 、 碰 撞 模 拟 结 果 的 分析 （ 一 ） 车 身 模 型 的 建 立1 . 几 何 模 型 的 简 化2 . 零 件 有 限 元 模 型 的 建 立3 . 各 零 件 有 限 元 网 格 的 装 配4 . 各 零 件 材 料 特 性 和 厚 度 的 给 定5 . 点 焊 联 接 的 模 拟第 三 节 车 身 抗 撞 性 分 析方 法 和 模 拟 技 术一 、 抗 撞 性 分 析 方 法 和模 拟 技 术 的 发 展二 、 整 车 碰 撞 模 拟 模 型的 建 立三 、 碰 撞 模 拟 结 果 的 分析 （ 二 ） 其 它 部 分 模 型 的 建 立1 刚 硬 结 构 的 模 拟 刚 体 用 来 模 拟 结 构 中 不 变 形 的 部 分 模 拟 发 动 机 、 变 速 器 和 离 合 器 等2 杆 形 结 构 的 模 拟 杆 形 结 构 ， 根 据 它 们 在 碰 撞 中 的 表 现 ， 采 用 不 同 的 模 拟 方 式 发 生 严 重 塑 性 变 形 ： 用 实 体 单 元 模 拟 没 有 发 生 塑 性 变 形 或 塑 性 变 形 很 微 小 ： 用 梁 单 元 模 拟 不 变 形 ： 用 一 个 或 多 个 梁 单 元 模 拟3 机 构 的 模 拟 运 动 副 模 拟 ， 采 用 梁 单 元 ， 通 过 松 弛 节 点 自 由 度 的 方 式 模 拟4 轮 胎 弹 性 的 模 拟 对 于 车 轮 布 置 靠 前 的 车 辆 ， 轮 胎 通 过 其 弹 性 变 形 参 与 吸 能 过 程， 并 影 响 前 端 结 构 的 变 形5 惯 性 的 调 整 1 ） 改 变 材 料 的 密 度 2 ） 增 加 集 中 质 量 3 ） 改 变 刚 体 的 惯 性 属 性 第 三 节 车 身 抗 撞 性 分 析方 法 和 模 拟 技 术一 、 抗 撞 性 分 析 方 法 和模 拟 技 术 的 发 展二 、 整 车 碰 撞 模 拟 模 型的 建 立三 、 碰 撞 模 拟 结 果 的 分析 例 某 微 型 客 车 底 盘 和 整 车 的 有 限 元 模 型 节 点 6 5 4 3 1 个 单 元 6 4 8 2 5 个 体 单 元 5 1 1 4 个 壳 单 元 5 9 5 0 3 个 梁 单 元 2 0 4 个 杆 单 元 6 个第 三 节 车 身 抗 撞 性 分 析方 法 和 模 拟 技 术一 、 抗 撞 性 分 析 方 法 和模 拟 技 术 的 发 展二 、 整 车 碰 撞 模 拟 模 型的 建 立三 、 碰 撞 模 拟 结 果 的 分析 （ 三 ） 模 型 验 证 建 立 有 限 元 模 型 之 后 ， 应 当 用 试 验 数 据 对 仿 真 结 果 进行 模 型 检 验 通 过 试 验 数 据 检 验 之 后 ， 模 型 才 可 以 用 于 进 一 步 的 研究 工 作第 三 节 车 身 抗 撞 性 分 析方 法 和 模 拟 技 术一 、 抗 撞 性 分 析 方 法 和模 拟 技 术 的 发 展二 、 整 车 碰