碰撞兼容性研究开发总结报告

碰撞兼容性研究开发总结告目录2MPDB工况及罚分规则简介1碰撞兼容性概念及背景简介3影响碰撞兼容性主要因素4碰撞兼容性设计要点5MPDB仿真分析1.碰撞兼容性概念及背景什么是汽车碰撞兼容性车辆在碰撞事故中既能保护本车成员安全，又能减少对另一方碰撞车辆造成的伤害，是车辆耐撞性与攻击性的结合，旨在找到两者最优平衡点,进而达到交通事故整体安全性能的提升，降低人员伤亡实现安全最大化。为什么进行兼容性评估在实际交通事故中，碰撞两辆车之间结构差异很大，自身的结构设计不能充分发挥作用，往往会出现在NCAP评估中很安全的车，而在车对车碰撞事故中却显得很不安全的情况，随着中国汽车市场车型基础数据研究和国际前沿汽车试验技术研究等一系列工作的不断深入，C-NCAP2021将实施正面50%车-车对撞测试，通过碰撞兼容性考核推动大车小车和谐一体的交通环境。车辆质量严重伤害比例2MPDB工况及罚分规则简介1碰撞兼容性概念及背景简介3影响碰撞兼容性主要因素4碰撞兼容性设计要点5MPDB仿真分析2.1MPDB工况简介碰撞工况MPDB壁障重叠率50%车宽壁障形式移动渐变形壁障壁障质量1400KG壁障离地高度150mm碰撞角度0°碰撞速度50km/h前排假人THOR50%-M&HybridⅢ5%-F后排假人HybridⅢ5%-F&Q10MPDB碰撞工况简介MPDBPartAPartBPartC长度（mm）25045090压溃强度(MPa)0.340.6-1.01.71MPDB采用渐进式结构，壁障纵向分成3段，A段和C段有恒定的压溃强度，中间B段压溃强度是渐进的，随着变形增加，压溃强度也增加。壁障评估评估区域兼容性罚分规则简介兼容性评分项1.台车上乘员载荷准则（OLC）：MPDB台车上虚拟假人自由向前移动65mm时对应时刻为t1；再向前移动235mm时对应时刻为t2，t1至t2时间内假设虚拟假人受约束的减速度是恒定的，该值即为OLC。该指标对应的最高罚分为2分，若OLC值小于25g不罚分，大于40g则罚2分，处于两者之间采用线性插值的方法得出相应分数；2.标准偏差（SD）：用来衡量在壁障的评估区域内，壁障变形量偏离平均值的程度，SD越大，数据离散程度越高。该指标对应的最高罚分为2分，若SD值小于50mm不罚分，大于150mm罚2分，处于两者之间采用线性插值的方法计算出相应分；3.壁障侵入深度：壁障评估区域内，若壁障穿透深度达到630mm的面积大于40mm×60mm，定义为“触底”，当出现“触底”现象，则罚2分；4.壁障侵入高度：对于整备质量状态下，车辆纵梁前端底部高度大于508mm的车辆，若试验后壁障面上评估区域上边界650mm上方区域内，因主吸能结构至少造成连续6个单元（面积为20mm×20mm）的压溃深度超出480mm，且无衰减趋势，则罚1分。壁障评估区域其下边界位于地面以上250mm处（距离壁障面下边缘100mm），上边界位于地面以上650mm位置处；右边界距离MPDB面右侧边缘200mm处，左边界与试验车辆宽度相关，距离MPDB面右边缘的距离为车宽的45%。2.2碰撞兼容性评估简介2MPDB工况及罚分规则简介1碰撞兼容性概念及背景简介3影响碰撞兼容性主要因素4碰撞兼容性设计要点5MPDB仿真分析3.1影响碰撞兼容性主要因素-质量影响车辆兼容性主要有三个因素：车辆质量、结构耦合、车辆刚度。1.车辆质量

碰撞过程中，依据作用力和反作用力定律，作用在碰撞面上的力大小相等,即可见碰撞加速度与两车质量成反比，质量越大的车对壁障伤害越大，车辆质量一般不可控，不作为研究重点。

影响兼容性因素故3.2影响碰撞兼容性主要因素-结构耦合2.结构耦合碰撞过程中，车辆前端参与载荷传递/变形吸能的结构布置越多分布越广，车辆与壁障的有效作用面积就越大,使碰撞载荷分散到整个碰撞面上，壁障变形均匀不易被击穿，反之，壁障会出现受到集中载荷作用被击穿或变形不均匀情况。载荷集中作用在壁障上被击穿载荷均匀作用在壁障上未击穿车辆前端多重传递路径设计3.3影响碰撞兼容性主要因素-刚度刚度小的车辆变形量大，承担更多的能量吸收，伤害越大。3.车辆刚度

将两车碰撞简化为一维质量弹簧系统,则有

可见刚度的大小影响能量的吸收和分配，进而影响壁障与车辆的变形量。2MPDB工况及罚分规则简介1碰撞兼容性概念及背景简介3影响碰撞兼容性主要因素4碰撞兼容性设计要点5MPDB仿真分析4.1碰撞兼容性设计要点针对兼容性车辆设计要点1.提高前防撞梁抗弯性能，防撞梁在碰撞过程起到传递载荷、均布载荷的作用，一旦过早发生弯折，导致纵梁前端Y向受力增加，不能稳定传递纵向载荷，影响变形形式和吸能效果，同时壁障受力面积减小，受集中载荷作用，被击穿风险增加；壁障击穿壁障未击穿MPDB工况中，壁障的入侵为该工况需要解决的难点，车辆前端结构设计既要保证能充分吸能又要减小车辆对壁障的冲击，因此在优化MPDB工况时，重点考虑以下问题：4.2碰撞兼容性设计要点针对兼容性车辆设计要点2.车辆前端设置多重传递路径，增大乘用车前端结构的Z向截面高度和Y向长度，结构高度在壁障评价区域内，从而增加车辆与壁障的作用面积，避免受集中载荷作用被击穿，同时增加壁障压溃力，促使车身变形吸能；车辆前端结构刚度分布均匀，碰撞过程中壁障变形均匀，有利于减少SD值罚分。SD=157SD=1094.3碰撞兼容性设计要点针对兼容性车辆设计要点3.车辆前端结构刚度从前至后依次增强，保证车辆有序变形稳定吸能，整体刚度需与壁障匹配，避免刚度差异过大，导致壁障不变形，或受集中力被击穿情况。壁障击穿壁障未击穿4.4碰撞兼容性设计中“矛盾”在车身结构优化过程中，兼容性修正罚分得到改善时，往往会伴随碰撞车辆耐撞性能变差，所以兼容性设计的任务就是尽量消除这个“矛盾”，做到两者兼顾。Max：51.3g@0.038sMax：55.7g@0.037s罚分项Base方案优化方案OLC（g）33.934.6SD132.668击穿是否罚分(分)4.972.28碰撞兼容性设计中的“矛盾”例如：减小纵梁刚度改善壁障罚分，带来车辆侵入量和加速度增大风险；2MPDB工况及罚分规则简介1碰撞兼容性概念及背景简介3影响碰撞兼容性主要因素4碰撞兼容性设计要点5MPDB仿真分析考察项方向单位目标值左侧B柱最大加速度Xg≤40左侧A柱上部后移量Xmm≤15左侧A柱下部后移量Xmm≤15助力器安装点侵入量Xmm≤80脚部空间—上部侵入量Xmm≤80脚部空间—中部侵入量Xmm≤60脚部空间—下部侵入量Xmm≤30CCB后移量Xmm≤30制动踏板后移量Xmm≤70制动踏板上移量Zmm≤50兼容性罚分OLC分≤2SD分壁障击穿分0侵入高度分05.1MPDB仿真分析5.2MPDB仿真分析123456789壁障侵入云图&SD值应用Hyperview2017运行后处理脚本1.选择d3plot文件，单击import,导入结果文件；2.选取台车上3点确定OYZ平面作为参考系；3.选择壁障前端平面4个端点；4.选择壁障前