《汽车对行人的碰撞保护试验用下腿型冲击器性能要求》报批稿

1T/ZJSAEXXXX—2025本文件规定了汽车对行人的碰撞保护试验用下腿型冲击器的相关性能要求：基本组成及要求、静态性能指标和动态性能指标。本文件适用于GB24550-2024中限定的M1类和N1类汽车及其下腿型冲击器性能要求的合格检查。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T1685.2硫化橡胶或热塑性橡胶压缩应力松弛的测定第2部分：循环温度下试验GB24550-2024JJG233压电加速度计检定规程JJF(机械)1081汽车碰撞试验用假人力传感器校准规范ISO6487道路车辆.冲击试验测量技术.仪器设备（Roadvehicles—Measurementtechniquesinimpacttests—Instrumentation）SAEJ211/1冲击试验装置第1部分——电子仪器设备（InstrumentationforImpactTestPart1-ElectronicInstrumentation）SAEJ2570拟人试验装置传感器性能规范（PerformanceSpecificationsforAnthropomorphicTestDeviceTransducers）3术语和定义GB24550-2024界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1膝部knee由两个具有相对转动特性的复杂块组成的组件（不包括肌肉和皮肤分别连接大腿和小腿，内部含有用于模拟人类膝盖韧带组织的位移传感器，其长度变化值用于评估不同位置韧带损伤的风险。3.2膝部中心centeroftheknee下腿型冲击器的膝部有效弯曲点。3.3大腿femur下腿型冲击器的膝部以上的部件（包括与膝部的连接件，但不包括肌肉、皮肤等附件）。3.4小腿tibia下腿型冲击器的膝部以下的部件（包括与膝部的连接件，但不包括肌肉、皮肤等附件）。3.5肌肉flesh由合成橡胶组成的具有一定形状和尺寸结构，并满足一定压缩特性范围的覆盖物。3.6由氯丁橡胶组成的具有一定形状和尺寸结构，并满足一定压缩特性范围的覆盖物。2T/ZJSAEXXXX—20254下腿型冲击器基本组成及要求4.1下腿型冲击器的组成、结构、质心、质量、转动惯量4.1.1下腿型冲击器的组成下腿型冲击器由膝部、大腿、小腿、肌肉、皮肤等组成。4.1.2下腿型冲击器的结构下腿型冲击器的结构尺寸需满足图1所示的要求。本标准中涉及的腿型坐标系参照SAEJ211/1设定。图1下腿型冲击器的组成、结构及质心示意图4.1.3下腿型冲击器的质心下腿型冲击器大腿、小腿、膝部的质心位置需满足图1所示的要求。本标准中涉及的质心位置可采用多点称重法进行测量。4.1.4下腿型冲击器的质量和转动惯量大腿、小腿、膝部的各自质量，大腿、小腿和膝部的合计质量，下腿型冲击器的总质量，以及大腿、小腿、膝部通过各自质心相对X轴的转动惯量应满足表1所示的要求。表1下腿型冲击器质量和转动惯量名称质量（kg）质心相对X轴的转动惯量（kg·m2）大腿2.46±0.120.0325±0.0016小腿2.64±0.130.0467±0.0023膝部4.28±0.210.0180±0.0009大腿、小腿和膝部9.38±0.30/下腿型冲击器13.20±0.40/4.2大腿、小腿、膝部截面尺寸3T/ZJSAEXXXX—2025下腿型冲击器的大腿和小腿的截面尺寸如图2(a)所示；膝部的截面尺寸如图2(b)所示。(a)大腿和小腿截面尺寸(b图2下腿型冲击器的大腿、小腿、膝部截面尺寸示意图4.3传感器4.3.1传感器数量和类型大腿应含有3个弯矩传感器，分别为大腿弯矩1、大腿弯矩2、大腿弯矩3。小腿应含有4个弯矩传感器，分别为小腿弯矩1、小腿弯矩2、小腿弯矩3、小腿弯矩4。膝部应含有4个位移传感器，分别测量膝部内侧副韧带的动态延伸量（MCL），膝部前交叉韧带的动态延伸量（ACL），膝部后交叉韧带的动态延伸量（PCL）和膝部外侧副韧带的动态延伸量（LCL）。膝部应含有1个加速度传感器。4.3.2传感器安装位置下腿型冲击器的传感器安装位置如图3所示，其中，4个位移传感器的测量位置应在膝部中心沿X轴方向±4mm范围内，加速度传感器安装方向为Y向。图3下腿型冲击器的传感器组成及布置位置4.3.3弯矩传感器弯矩传感器校准方法大腿、小腿的所有弯矩传感器的校准方法参照SAEJ2570。4T/ZJSAEXXXX—2025弯矩传感器性能指标大腿、小腿的所有弯矩传感器的量程≥400N·m，非线性度＜1%FS，迟滞＜2%FS。4.3.4位移传感器位移传感器校准方法位移传感器校准方法参照JJF(机械)1081。位移传感器性能指标位移传感器量程≥30mm，非线性度±1%FS。4.3.5加速度传感器加速度传感器校准方法加速度传感器校准方法参照JJG233。加速度传感器性能指标加速度传感器量程≥500g。4.3.6传感器极性冲击侧极性测试.1冲击侧极性测试方法将下腿型冲击器的冲击面朝下，膝部放置在尺寸是长100mm、宽100mm、高60mm的长方体橡胶垫块上，双手下压大腿和小腿末端，使其发生轻微弯曲，如图4所示。图4传感器极性测试（冲击侧朝下）.2冲击侧极性测试在标准极性下，所有弯矩传感器、MCL、PCL、ACL信号均应为正。非冲击侧极性测试.1非冲击侧极性测试方法将下腿型冲击器的冲击面朝上，膝部放置在尺寸是长100mm、宽100mm、高60mm的长方体橡胶垫块上，双手下压大腿和小腿末端，使其发生轻微弯曲，如图5所示。图5传感器极性测试（冲击侧朝上）.2非冲击侧极性测试在标准极性下，LCL、PCL、ACL信号均应为正。5T/ZJSAEXXXX—2025加速度极性测试沿Y轴正方向击打膝部非冲击侧，则加速度传感器信号应为正。沿Y轴负方向击打膝部冲击侧，则加速度传感器信号应为负。4.4肌肉和皮肤4.4.1肌肉和皮肤的组成、尺寸、安装位置下腿型冲击器外侧包裹的合成橡胶片（R1、R2）组成肌肉，氯丁橡胶片（N1F、N2F、N1T、N2T、N3）组成皮肤，尺寸应满足图6要求。图6下腿型冲击器肌肉和皮肤形状及结构尺寸要求4.4.2肌肉的束缚位置肌肉的束缚位置应满足图7要求。图7下腿型冲击器肌肉（合成橡胶片R2）的束缚位置要求4.4.3肌肉的压缩特性肌肉的压缩特性测试方法肌肉的压缩特性测试方法参照GB/T1685.2。每一批次的肌肉都应进行原材料的压缩特性测试。肌肉的压缩特性指标肌肉的压缩特性应满足表2的限值范围，以及图8的限值范围示意。6T/ZJSAEXXXX—2025表2下腿型冲击器肌肉压缩特性限值范围应变应力上限（MPa）应力下限（MPa）0.000.130-0.0630.200.8770.402.9120.504.1812.7820.606.4894.2880.658.4425.6010.707.621图8下腿型冲击器肌肉压缩特性限值范围示意4.4.4皮肤的压缩特性皮肤的压缩特性测试方法皮肤的压缩特性测试方法参照GB/T1685.2。每一批次的皮肤都应进行原材料的压缩特性测试。皮肤的压缩特性指标皮肤的压缩特性应满足表3的限值范围，以及图9的限值范围示意。表3下腿型冲击器皮肤压缩特性限值范围应变应力上限（MPa）应力下限（MPa）0.000.058-0.0470.200.105-0.0240.400.1780.0060.600.3320.0710.700.5380.1600.750.7430.2460.800.4110.820.5300.840.6800.862.3320.9230.883.2980.904.6487T/ZJSAEXXXX—2025图9下腿型冲击器皮肤压缩特性限值范围示意5下腿型冲击器静态性能5.1大腿、小腿腿骨静态性能5.1.1大腿腿骨静态性能测试方法大腿腿骨静态性能测试方法如图10所示，在大腿腿骨的中心位置，以（60±5）mm/min的速度施加载荷，加载位移20mm，且载荷施加位置的Z向偏差应在±2mm以内。测试需在温度（20±2）℃,湿度（40±30）%的环境中进行，测试前大腿腿骨应在温度（20±2）℃的环境中存放不少于4小时。每一批次的大腿腿骨建议进行抽样检测和疲劳测试，建议疲劳测试次数≥600次，最大加载弯矩≥500N·m。图10大腿腿骨全长三点测试示意5.1.2大腿腿骨静态性能指标当大腿腿骨按照5.1.1的方法进行测试时，弯矩Mc及变形量Dc的测试结果应分别满足表4的限值范围，以及图11的限值范围示意。表4大腿腿骨及大腿静态性能限值范围变形量Dc（mm）弯矩Mc上限（N·m）弯矩Mc下限（N·m）0-193993618T/ZJSAEXXXX—2025图11大腿腿骨及大腿静态性能限值范围示意5.1.3小腿腿骨静态性能测试方法小腿腿骨静态性能测试方法如图12所示，在小腿腿骨的中心位置，以（60±5）mm/min的速度施加载荷，加载位移30mm，且载荷施加位置的Z向偏差应在±2mm以内。测试需在温度（20±2）℃,湿度（40±30）%的环境中进行，测试前小腿腿骨应在温度（20±2）℃的环境中存放不少于4小时。每一批次的小腿腿骨建议进行抽样检测和疲劳测试，建议疲劳测试次数≥600次，最大加载弯矩≥500N·m。图12小腿腿骨全长三点测试示意5.1.4小腿腿骨静态性能指标当小腿腿骨按照5.1.3的方法进行测试时，弯矩Mc及变形量Dc的测试结果应分别满足表5的限值范围，以及图13的限值范围示意。表5小腿腿骨及小腿静态性能限值范围变形量Dc（mm）弯矩Mc上限（N·m）弯矩Mc下限（N·m）0-1929.83993619T/ZJSAEXXXX—2025图13小腿腿骨及小腿静态性能限值范围示意5.2大腿、小腿静态性能5.2.1大腿、小腿静态性能测试方法大腿、小腿静态性能测试按照GB24550-2024中.1的方法，即：1）大腿和小腿两端不弯曲的部件固定在测试夹具对应的支撑装置上；2）Y轴与加载方向平行，偏差应控制为±2°;3）测试夹具对应的支撑装置下侧应放置有低摩擦的厚度为（5±2）mm的聚四氟乙烯塑料板；4）在大腿和小腿的中心位置，以（10-100）mm/min的速度施加载荷，使弯矩达到380N·m，且载荷施加位置在Z向的偏差应在±2mm以内。测试需在温度（20±2）℃,湿度（40±30）%的环境中进行，测试前大腿、小腿应在温度（20±2）℃的环境中存放不少于4小时。5.2.2大腿、小腿静态性能指标当大腿、小腿按照5.2.1的方法进行测试时，弯矩Mc及变形量Dc的测试结果应分别满足表4和表5的限值范围，以及图11和图13的限值范围示意。5.3膝部静态性能5.3.1膝部静态性能测试方法膝部静态性能测试按照GB24550-2024中.2的方法，即：1）膝部两端固定在测试夹具对应的支撑装置上；2）Y轴与加载方向平行，偏差应控制为±2°;3）测试夹具对应的支撑装置下侧应放置有低摩擦的厚度为（5±2）mm的聚四氟乙烯塑料板；4）应在加载压头的下侧放置满足图6所示性能的厚度为（5.6±0.75）mm的氯丁橡胶片；5）在膝部的中心位置，以（10-100）mm/min的速度施加载荷，使弯矩达到400N·m；且载荷施加位置在Z向的偏差应在±2mm以内。测试需在温度（20±2）℃,湿度（40±30）%的环境中进行，测试前膝部应在温度（20±2）℃的环境中存放不少于4小时。5.3.2膝部静态性能指标当膝部按照5.3.1的方法进行测试时，弯矩Mc或载荷Fc与韧带延伸量MCL、ACL、PCL的测试结果应分别满足表6、表7和表8的限值范围，以及图14的限值范围示意。表6膝部静态测试MCL限值范围韧带延伸量MCL（mm）弯矩Mc上限（N·m）弯矩Mc下限（N·m）0.500/00.50073.50040.000T/ZJSAEXXXX—20252.50096.00063.0005.000124.00091.0007.500154.000121.00010.000185.000152.00020.000310.000276.00024.000362.000328.50028.000416.000382.700表7膝部静态测试ACL限值范围载荷Fc（N）韧带延伸量ACL上限（mm）韧带延伸量ACL下限（mm）0.000-1.000500.000-1.0001000.0003.3201500.0005.1603.1602000.0006.6904.6902500.0007.9605.9603000.0009.1007.1003500.00010.1708.1703800.00010.7728.772表8膝部静态测试PCL限值范围载荷Fc（N）韧带延伸量PCL上限（mm）韧带延伸量PCL下限（mm）0.000-1.000500.000-1.0001000.000-0.8001500.000-0.0702000.0002.8100.8102500.0003.9503000.0005.1103.1103500.0006.1704.1703800.0006.8124.812T/ZJSAEXXXX—2025图14膝部静态性能限值范围示意6.1下腿型冲击器摆锤测试性能指标6.1.1下腿型冲击器摆锤测试方法下腿型冲击器摆锤测试按照GB24550-2024中的方法。的环境中存放不少于4小时。6.1.2下腿型冲击器摆锤测试性能指标当下腿型冲击器按照6.1.1的方法进行摆锤测试试验时，所有大腿弯矩、小腿弯矩以及膝部韧带延伸量的最大绝对值应满足表9所示的限值范围。进行摆锤测试试验时，上述大腿弯矩、小腿弯矩以及膝部韧带延伸量的最大绝对值应从初始冲击时刻起的200ms内读取，且所有传感器响应值的通道滤波等级（CFC，参照ISO6487）均为180。表9摆锤测试试验时大腿弯矩、小腿弯矩以及膝部韧带延伸量最大绝对值限值范围参数对象最大绝对值限值范围大腿弯矩（N·m）大腿弯矩1173.5≤大腿弯