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專家們都易混淆的安全概念

2019-05-22 22:29:58·  來源：車輛碰撞安全  
　
在碰撞安全開發(fā)過程，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些似是而非的錯(cuò)誤，這些錯(cuò)誤表面看上去似乎沒毛病，但實(shí)質(zhì)很可笑。而有些專家和領(lǐng)導(dǎo)最易犯這些錯(cuò)誤，結(jié)果可想而知。一、唯加速
在碰撞安全開發(fā)過程，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些似是而非的錯(cuò)誤，這些錯(cuò)誤表面看上去似乎沒毛病，但實(shí)質(zhì)很可笑。而有些專家和領(lǐng)導(dǎo)最易犯這些錯(cuò)誤，結(jié)果可想而知。

一、唯加速度峰值論

很多專家很在意整車加速度峰值的大小，經(jīng)常會(huì)提出類似的要求：“加速度峰值不能超過50g…”、“要想拿五星，整車加速度峰值最好低于30g…”等等

如果有人問你“10萬伏電壓能電死人嗎？”，很多人可能給予肯定的答案，其實(shí)則不然，因?yàn)?，冬天我們?nèi)松砩系撵o電電壓往往超過10萬伏，但沒聽說哪個(gè)人被自己身上的靜電電死的。那么高的靜電電壓作用在人身上，人并沒事，是因?yàn)殡妷旱某掷m(xù)時(shí)間極短，所以它釋放出來的能量非常小。

至于整車加速度也是這個(gè)道理，單純就加速度峰值而言，對于評價(jià)車身耐撞性優(yōu)劣并沒有什么意義，我們既要考察加速度峰值的大小，同時(shí)也要考察該峰值在時(shí)間域上持續(xù)的時(shí)間。比如有些車型，加速度峰值可能達(dá)到60g，甚至70g以上，但這個(gè)加速度峰值持續(xù)的時(shí)間很短，不到3ms。

例如下面車型，由于某些地方結(jié)構(gòu)過強(qiáng)，激出了73g的整車加速度峰值，而其他時(shí)間段加速相對較低。然而，在Euro NCAP評估中，F(xiàn)RB和ODB合計(jì)得分率達(dá)到了94%以上。


因此，在實(shí)際中，很多車型，加速度峰值很高，但它們的NCAP的成績均很好！比如Passat和吉利博越整車加速度峰值均超過50g，但它們的碰撞成績卻很好。


降低車身加速度最終目的還是為了乘員保護(hù)，但人體屬于“柔性體”，另外從車身結(jié)構(gòu)到人體之間有完善的約束系統(tǒng)和內(nèi)飾結(jié)構(gòu)，因此車身加速度在人體上的響應(yīng)要經(jīng)過“衰減”和“延遲”，另外，從生物學(xué)角度，加速度在人體上的傷害均是考察其對時(shí)間累積效果，例如，頭部HIC，A3ms，胸部的A3ms等。

因此整車加速度的優(yōu)劣，我們不能只單純地考察其峰值，關(guān)鍵還要考察其峰值在時(shí)間域和空間域上的持續(xù)。對于整車加速度的評價(jià)方法可以參考《車輛耐撞性設(shè)計(jì)與分析》一書。

二、試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)與評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一

從事安全開發(fā)的工程師都多多少少了解NCAP試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，無論哪個(gè)工況，其試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)都是對應(yīng)統(tǒng)一的，也就是說有什么的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，就對應(yīng)著相應(yīng)的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，例如，我們不能將側(cè)碰評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用于前碰的試驗(yàn)，同樣是前碰工況，偏置碰要評價(jià)A柱后移量，而正碰則不需要。NCAP里面的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的對應(yīng)統(tǒng)一都是經(jīng)過專家學(xué)者團(tuán)隊(duì)長期研究的結(jié)果，都是有其現(xiàn)實(shí)意義的。


有些公司可能追求差異化，或體現(xiàn)一下自己的“試驗(yàn)?zāi)芰?rdquo;，特地制定一套自己碰撞試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，有別于NCAP工況，而采用評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)依然是NCAP的那一套，這種“依樣畫葫蘆”的做法不利于被動(dòng)安全的開發(fā)，也不利于將來車輛的NCAP評估。

汽車的核心技術(shù)在于標(biāo)準(zhǔn)和匹配技術(shù)，我們一直羨慕歐美企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)，人家的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)是經(jīng)過長期工程實(shí)踐得出的，指導(dǎo)他們進(jìn)行性能開發(fā)匹配。

同樣地，有些專家無視試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，“認(rèn)定”轉(zhuǎn)向管柱壓潰力應(yīng)該在“2.5~4kN”，發(fā)現(xiàn)壓潰力不在這范圍內(nèi)，則不能接受，或認(rèn)為有問題，需要進(jìn)一步優(yōu)化壓潰力等等…，其實(shí)，轉(zhuǎn)向管柱壓潰力大小是基于某試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)果，其壓潰力能否接受應(yīng)該采用其對應(yīng)的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)來評估它。大家都知道材料的不同應(yīng)變率，其對應(yīng)的屈服應(yīng)變力是不同的，而且差異很大。所以單純的轉(zhuǎn)向管柱壓潰力“2.5~4kN”范圍是沒有意義，有靜態(tài)壓潰，有動(dòng)態(tài)壓潰，高速?zèng)_擊壓潰等，比如實(shí)車碰撞中管柱的壓潰，其壓潰力一般都會(huì)超過4kN。

關(guān)于轉(zhuǎn)向管柱壓潰試驗(yàn)及其評價(jià)方法，可參考《乘員保護(hù)設(shè)計(jì)與分析》一書。

三、整車加速度指數(shù)

在整車耐撞性評估中，整車加速度的評估是一個(gè)難點(diǎn)，因?yàn)槠洳灰?guī)則性，很難判定兩個(gè)不同的case加速度優(yōu)劣。但曾其何時(shí)，引進(jìn)國外車企一個(gè)評價(jià)整車加速度的方法，這就是整車加速度指數(shù)，有的叫FCDI，它是基于下面模型而建立的微分方程，解這個(gè)微分方程，可獲得加速度指數(shù)，單位為g。


公式中，k可以看著約束系統(tǒng)的彈性系數(shù)，c可以看著約束系統(tǒng)的阻尼系數(shù)，可以看著整車的加速度，如果以乘員的胸部為研究對象，那么公式中的m就是胸部質(zhì)量，加速度指數(shù)即為乘員胸部加速度最大值，也就是最大值。

加速度指數(shù)只是通過某種算法獲得的一個(gè)數(shù)值，由于它并不考慮侵入量等因素，約束系統(tǒng)常數(shù)又有很大不確定性，因此用該指數(shù)在判斷同一車型的多種不同結(jié)構(gòu)方案的優(yōu)劣時(shí)，僅供參考，具體判斷方案優(yōu)劣，還需要綜合考慮其他方面因素。

本人認(rèn)為加速度指數(shù)僅用來評估整車加速度的相對優(yōu)劣性！而且是輔助的評估方式。例如對于某一個(gè)特定的車輛，特定的約束系統(tǒng)，可以根據(jù)不同車身結(jié)構(gòu)方案計(jì)算得到相應(yīng)的加速度指數(shù)，然后借助該指數(shù)來輔助地判定兩個(gè)方案的優(yōu)劣性。根據(jù)大量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，對于特定車型，特定約束系統(tǒng)，加速度指數(shù)較低者，一般車身耐撞性及乘員保護(hù)性能會(huì)較好，但這不是絕對的，基于一定的概率。因此不能將加速度指數(shù)絕對化！不能在不同車型、不同的約束系統(tǒng)，甚至不同的公司之間直接進(jìn)行對比，然后以此來判定車身加速度的優(yōu)劣！

據(jù)了解，很多公司，求解加速度指數(shù)公式或CAE模型中的相關(guān)常數(shù)不盡相同，且基本是一直不變的（也許是懶得更改，或不知道改成多少），如此在同一車型不同case間比較加速度指數(shù)無可厚非，但在不同車型，不同公司間比較就不合適了。
關(guān)于加速度指數(shù)的應(yīng)用可參考《車輛耐撞性設(shè)計(jì)與分析》一書。

掃描以下二維碼，從這里學(xué)碰撞安全、乘員保護(hù)、約束系統(tǒng)、試驗(yàn)分析 

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