用于汽车碰撞试验的安全假人动态测试

学号：0080209057姓名：王明辉学院：机动学院用于汽车碰撞试验的安全假人动态测试1问题的提出近年来由于社会经济迅速发展，社会汽车保有量剧增而城市道路交通建设相对滞后造成交通事故逐年上涨。在汽车交通事故川中每年死亡的人数，常常超过世界的局部战争，所以交通事故己经成为人类社会的一大公害。并且造成了巨大的财产损失。因此开展汽车安全性的研究，提出相应的技术措施，已成为我国汽车行业面临的紧要课题。汽车碰撞试验是检验汽车安全性能的重要测试手段，而假人作为汽车碰撞试验的基础工具，它对汽车安全事业的发展有着无法替代的作用。它模仿人的外形和内部结构，用于研究汽车碰撞对车内驾乘人员的损伤情况。2解决方案用于碰撞试验的测量系统中所测量的信号主要是脉冲信号，对测量系统量系统综合电子电路、仪器电路、信号采集处理以及计算机编程等方面的内容，采用结构简单、方便实用和易于维护的特点设计系统。系统的硬件包括传感器、电荷放大器、电压放大器、触发装置、直流稳压电源、A/D采样转换板和计算机等组成。测试系统的组成框图如图1所示。由于碰撞试验的特殊性要有特殊的要求。碰撞试验的低频及高频性能要求比较高。测图1测试系统的组成框图汽车碰撞试验的测量系统经费的问题我们只做了电测量系统分，用于精确的测量碰撞过程中安全假人的加速度响应、力响应等，用于标定假人及其成员伤害评价的各种响应信号等方面，电测量系统还可以测量碰撞过程中安全带的张力及试验假人身体各部位的动力学响应信号，用于定量的分析和评价的伤害程度。测量项目主要包括以下方面:l)假人头部三轴加速度响应;2)假人胸部挤压变形量;由电测量系统和光测量系统两部分构成。由于实验室条件和。电测量系统作为试验的重要组成部乘员3)假人的大腿骨轴向力(左右各一个轴向力测量传感器);4)假人标定实验中的相应信号;传感器是实现测量的首要环节，如果没有传感器对原始信息进行有效的转换，那么一切准确的测量将无法实现。汽车碰撞实验是对一个大冲击过程进行测学号：0080209057姓名：王明辉学院：机动学院量，所选用测量传感器特别是加速度传感器与普通的振动加速度传感器测量有所不同，考虑到的低频响应、零点漂移、传感器的耐受冲击能力、频响效应、安装共振频率，我们选用压电式加速度传感器。将传感器固定在假人的测量点上，传感器输出端通过输入电缆与仪器输入端连接。在安全假人的头部及胸部的重心位置有三轴或单轴加速度传感器的固定安装架及相应的固定螺纹孔，大腿部可安装负荷计，在胸部安装有位移传感器。3测试结果应用上述方法对安全假人头部x、y和z三个方向的加速度，胸部加速度，膝部冲击力等参数进行测试，结果如下：图2-1头部X轴加速度-时间曲线图2-2头部Y轴加速度-时间曲线图2-3头部Z轴加速度-时间曲线图2-4头部合成加速度-时间曲线在图2-1~2-4可以直观的看出头部x、y、Z和合成加速度值分别为-11.9g、213.3g、177.9g和271.2g，加速度一时间曲线的主脉冲为单峰值。学号：0080209057姓名：王明辉学院：机动学院图3胸部摆锤加速度-时间曲线在图3可以直观的看出胸部摆锤加速度值为24.1g，加速度一时间曲线的主脉冲为单峰值。根据牛顿第二定律可以得到摆锤撞击胸部的反作用力为5629.8N。图4-1右膝加速度曲线图4-2左膝加速度曲线在图4-1~4-2可以直观的看出左膝和右膝部摆锤加速度值为95.1g和104.3g，加速度一时间曲线的主脉冲为单峰值。根据牛顿第二定律可以得到摆锤撞击胸部的反作用力为4755N和5215.1N。从实验的结果来看，该套系统成功地实现了对安全假人头部x、y和z三个方向的加速度，胸部加速度，膝部冲击力等参数的动态采集，分析和处理，结果证明了本系统的可行性和可靠性。4存在的问题1）横向灵敏度由于压电材料不均匀性;压电片切割或极化方向的偏差;压电片表面粗糙或有杂质，或两个表面不平行:基座平面与主轴方向不垂直;质量块加工精度不够;安装不对称等产生横向灵敏度。2）电缆噪声由于压电式传感器是电容性的，这种静电荷不会很快消失而被直接送到放大器，产生电缆噪声。(3)接地回路噪声学号：0080209057姓名：王明辉学院：机动学院在测试系统中接有多种测量仪器，如果各仪器和传感器分别接地，各接地