汽車(chē)碰撞測(cè)試是如何模擬真實(shí)事故場(chǎng)景的?
汽車(chē)碰撞測(cè)試主要分為實(shí)車(chē)碰撞測(cè)試和模擬碰撞測(cè)試。
實(shí)車(chē)碰撞測(cè)試包括正面碰撞,汽車(chē)以一定速度撞擊剛性壁面或障礙物,評(píng)估前部結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和形變情況;側(cè)面碰撞通過(guò)模擬側(cè)面撞擊,考查汽車(chē)側(cè)面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和乘員側(cè)面保護(hù)性能;后部碰撞評(píng)估后部碰撞時(shí)座椅和頭枕的保護(hù)性能;翻車(chē)測(cè)試評(píng)估汽車(chē)在側(cè)傾或翻車(chē)事故中的保護(hù)性能,像車(chē)頂和車(chē)身結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。實(shí)車(chē)碰撞測(cè)試真實(shí)、多樣,但成本高、周期長(zhǎng)。
模擬碰撞測(cè)試有有限元分析,利用軟件對(duì)汽車(chē)結(jié)構(gòu)模擬,預(yù)測(cè)不同碰撞條件下的形變和應(yīng)力分布,還有碰撞模擬軟件,輸入碰撞速度、角度和障礙物特性等參數(shù),模擬碰撞過(guò)程中汽車(chē)的行為。模擬碰撞測(cè)試靈活、快速、成本低,但對(duì)仿真模型要求高。未來(lái),模擬碰撞測(cè)試會(huì)更成熟精確。
在后視鏡撞擊試驗(yàn)方面,常見(jiàn)的后視鏡撞擊試驗(yàn)臺(tái)類(lèi)型有擺錘式、落錘式、轉(zhuǎn)鼓式等。擺錘式工作原理是車(chē)輛在規(guī)定速度下撞擊時(shí)擺錘繞垂直軸高速旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)系統(tǒng)做功,適用于轎車(chē)和微型車(chē),具有單臂擺動(dòng)方式,能通過(guò)控制力矩自動(dòng)調(diào)節(jié),采用高精度傳感器,有過(guò)載保護(hù)裝置,還可設(shè)定多個(gè)工作程序。落錘式是將金屬球體從一定高度自由落下沖擊試樣表面,功能多樣,能測(cè)量沖擊力和加速度測(cè)定被試件結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,能調(diào)整不同高度的沖擊速度適應(yīng)環(huán)境條件,能設(shè)置不同頻率的聲音報(bào)警信號(hào)實(shí)現(xiàn)聲光提示,還能設(shè)置不同撞擊點(diǎn)模擬實(shí)際交通事故中的撞擊情況,也可用于材料力學(xué)性能測(cè)試。
進(jìn)行后視鏡撞擊試驗(yàn)時(shí),要考慮試驗(yàn)臺(tái)的激勵(lì)能力能否產(chǎn)生合乎試驗(yàn)要求的嚴(yán)酷等級(jí)和波形容差,還要考慮負(fù)載能力,負(fù)載通常由試驗(yàn)樣品和必要夾具構(gòu)成,負(fù)載能力大的試驗(yàn)設(shè)備更靈活,可利用配重改善波形減小波形畸變。沖擊激勵(lì)的方向也很重要,大多數(shù)試驗(yàn)臺(tái)只能產(chǎn)生一個(gè)方向的沖擊激勵(lì),對(duì)于要求多方向沖擊試驗(yàn)的樣品,要考慮安裝臺(tái)面是否容許倒置等情況。沖擊、碰撞試驗(yàn)夾具也很關(guān)鍵,好的夾具應(yīng)是一個(gè)合格的機(jī)械濾波器具有諧振特性,諧振峰高低取決于阻尼大小,夾具優(yōu)劣的鑒別方法有在振動(dòng)臺(tái)上實(shí)測(cè)其頻率特性曲線或在實(shí)際試驗(yàn)設(shè)備上同時(shí)測(cè)量臺(tái)面中心和檢測(cè)點(diǎn)的沖擊波形。不同的后視鏡撞擊試驗(yàn)臺(tái)有各自的制作標(biāo)準(zhǔn)、用途和主要結(jié)構(gòu)。
汽車(chē)碰撞安全試驗(yàn)是綜合評(píng)價(jià)汽車(chē)安全性能的重要方法,讓汽車(chē)以特定速度駛向固定或移動(dòng)的障礙物,模擬真實(shí)交通事故中的碰撞情況。在碰撞試驗(yàn)中,汽車(chē)會(huì)以 48.3 千米每時(shí)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)碰撞速度駛向質(zhì)量為 80 噸的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)碰撞試驗(yàn)臺(tái),沖擊力巨大。試驗(yàn)車(chē)撞在試驗(yàn)臺(tái)上后,技術(shù)人員會(huì)立刻查看車(chē)輛受損情況,比如兩側(cè)安全氣囊是否爆開(kāi)、安全帶是否發(fā)揮有效作用、前排擋風(fēng)玻璃是否破碎、成員是否安全無(wú)損、四個(gè)車(chē)門(mén)是否能正常開(kāi)啟等。同時(shí)還會(huì)取出安裝在成員身上的各種傳感器,通過(guò)計(jì)算機(jī)得到碰撞實(shí)驗(yàn)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)。
我國(guó)的汽車(chē)碰撞試驗(yàn)規(guī)程和國(guó)際類(lèi)似,主要包括正面 100%重疊剛性壁障碰撞試驗(yàn)、可變形移動(dòng)壁障側(cè)面碰撞試驗(yàn)、正面 40%重疊可變形壁障碰撞試驗(yàn)、鞭打試驗(yàn)等。
60 年前,奔馳推出的底盤(pán)代號(hào)為 W111 的豪華轎車(chē) 220、220S 以及 220SE ,首次實(shí)踐了安全車(chē)身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),通過(guò)在車(chē)輛的前后兩部分設(shè)計(jì)緩沖區(qū),從而在碰撞中得以吸收碰撞的能量,將乘員艙最大程度地保存完整。沃爾沃汽車(chē)安全中心可以模擬和再現(xiàn)各種類(lèi)型的車(chē)禍現(xiàn)場(chǎng),除了常見(jiàn)的碰撞測(cè)試,還能實(shí)現(xiàn)各種角度的兩車(chē)對(duì)撞、撞墻、撞柱、側(cè)翻、翻滾等實(shí)驗(yàn),還有特別的路面偏離保護(hù)系統(tǒng)測(cè)試。碰撞測(cè)試的加速由電機(jī)帶動(dòng)車(chē)輛下方的牽引繩完成,激光測(cè)距儀計(jì)算車(chē)輛位置,高速攝像機(jī)捕捉碰撞動(dòng)態(tài)過(guò)程,每個(gè)車(chē)型碰撞測(cè)試前有大概兩周準(zhǔn)備時(shí)間,碰撞時(shí)車(chē)內(nèi)放入遍布傳感器的測(cè)試假人,碰撞后分析假人傳感器記錄的數(shù)據(jù)判斷受傷程度,還能進(jìn)行大規(guī)模數(shù)據(jù)模擬和有限元計(jì)算。