汽车碰撞试验与碰撞假人概诉
汽车碰撞试验假人部分标定试验
汽车碰撞试验假人部分标定试验摘要：汽车的安全问题随着汽车数量的增加日益受到重视。
汽车碰撞试验是检验汽车安全性能的重要手段，而试验用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起着重要的作用。
碰撞试验假人的生物拟合性好坏将直接关系到车辆的碰撞安全性能是否得到正确评估，同时也间接影响乘员或行人的生命及财产安全。
对假人进行标定是保证其生物拟合性的关键措施。
通过标定，能够得到该假人在模拟环境下的各项参数，从而为验证假人是否符合标准提供了依据。
基于此，本文主要对汽车碰撞试验假人部分标定试验进行分析探讨。
关键词：汽车碰撞试验；假人部分；标定试验前言汽车安全问题随着汽车数量的增多日益受到重视。
汽车碰撞试验是汽车安全研究中至关重要的一步，由于该试验极具危险性、破坏性，所以研制符合我国人体身材特点和生物力学特性的汽车碰撞假人是势在必行的。
国外在这方面进行了大量的工作，成功开发了各种人体物理模型系统。
1、标定系统的组成汽车碰撞试验是现代制造技术、测试技术、生物医学工程技术在汽车安全工程领域中的综合应用。
在试验中，测量技术是关键技术之一。
假人分体正面碰撞试验中主要应用的是电测量法。
电测量系统由传感器、放大器、数据记录及采集处理系统构成。
信号经过信号适调、放大器、低通滤波后由信号记录仪记录，或由计算机直接采集碰撞中的测量信号，然后进行数据处理。
如图1所示。
图 1 汽车碰撞假人模拟试验标定系统工作原理图 2 采样系统界面采样系统采用Visualc++形成友好的人机界面如图2所示，从图中可看出，采样的周期和整个采样时间均可方便地在界面上选择。
最小采样周期为100μs，即最高采样频率为10kHZ，图中的停止通道窗口可选择所需的通道段，图形显示窗口可显示选定通道图形。
2、标定试验方法试验中的信息处理是在人体和机械环境中物质能量的传递过程，必须使用耐冲击、阻尼小、可靠性高的传感器来提取速度、加速度、动量等信息。
在此次假人分体正面碰撞标定试验中要测量的项目有加速度、位移和力。
汽车碰撞试验假人简介
C-NCAP 实施后，在国内外产生了深远影响，越来越多的消费者在买车时开始考虑所购买车型拥有几颗星。
同时，消费者对汽车碰撞试验中的神秘假人又显得异常好奇，本文作为C-NCAP特策划了假人系列报道。
碰撞试验假人发展史自汽车诞生之日起，交通事故也就随之而生，夺去了无数人的生命。
研究交通事故形式、改进汽车设计从而提高安全性成了一个重要而迫切的课题。
但是，我们不可能把真人用于实验之中。
于是，我们就迫切需要一种能够模拟人体特征、并可重复使用的实验仪器。
正是在这样的背景下诞生了碰撞实验假人。
碰撞实验假人是根据人体工程学原理，用特殊材料制成的实验仪器，它可以代替人体用于汽车碰撞实验，从而模拟出真人受到的伤害情况，并且可以重复使用。
实验假人并不是从汽车领域诞生的，1949 年，美国的Sierra 公司研制出了世界上第一个假人名为Sierra Sam，它是一个95 百分位成年男性假人，美国空军利用它来做火箭座椅弹出试验，它主要用于测试驾驶员大腿和肩部的伤害情况。
这个假人的耐受性和适用性都比较好，但是可重复使用性差。
而且它只是在外形、重量和重要关节的运动上和人有些相似，其他方面还有很大差异。
该假人的生物学指标依据“USAF 人体测量数据库”的数据而制定。
它所能代表的测量个体还非常有限。
1966 年，美国ARL 公司研制开发了VIP 系列假人，主要用于测试飞机的驾驶员逃离系统，同时它也更适用于汽车领域的要求。
此后，通用和福特等汽车公司纷纷支持汽车碰撞假人的研制。
在碰撞试验假人的历史中最值得的一提的是Hybrid 系列假人。
1971 年ARL 公司和Sierra 合作开发出Hybrid I 型标准假人：1971 年，在美国汽车巨头的支持下，第一安全系统技术公司（FTSS ：First Technology Safety Systems）制造出Hybrid II 型假人，美国政府决定将其作为汽车碰撞试验标准假人使用。
1997 年，第一安全系统技术公司开发成功Hybrid III系列假人，该系列假人是目前世界上应用最为广泛的假人家族。
关于汽车碰撞试验和假人应用分析
关于汽车碰撞试验和假人应用分析摘要:随着社会的发展和科技的进步，汽车行驶的安全性成为人们购买汽车时考虑的首要因素。
本文就汽车试验规则介绍作为出发点，讨论了假人与中国人体型符合性问题，并针对汽车碰撞试验相关问题提出了一些解决思路，希望为汽车行业提供一些参考和建议。
一、汽车试验的重要性汽车碰撞试验研究的目的是为了保护乘员的安全，减少安全事故的发生率。
目前，据研究人员对汽车碰撞事故发生情况统计表明，汽车之间的追尾碰撞是造成安全事故最多的一种情况。
汽车碰撞试验是一种被动性安全法规，是欧美国家在 1998 年提出来的。
主要是针对乘员与车体内饰件的碰撞、头部约束、门锁及约束部件、追尾碰撞保护、安全带部件等内容制定的规则。
关于欧美和中国的汽车碰撞试验法律法规有很大的不同。
在美国，汽车碰撞试验主要是采用残缺产品招回制度。
在欧洲，汽车碰撞试验主要是对碰撞试验角度和速度等方面规定细节评价标准。
中国相对于欧洲和美国而言，在汽车碰撞试验的规章制度较为落后。
二、汽车碰撞试验设备与假人应用1各装置的结构及其工作原理（1）壁障实车碰撞试验中，碰撞时与试验车辆相互作用的表面称为壁障。
正面碰撞的固定壁障是一个混凝土主体和可拆装的硬表面的组合体，侧面碰撞和追尾碰撞采用带有吸能表面(如蜂窝铝块)的移动壁障。
通常，在固定表面安装有若干载荷传感器，用来测量碰撞载荷。
根据sAEJ850要求，固定壁障表面至少宽3m，高1．5m，壁障表面垂直于壁障前的路面且固定19mm厚的多层板，壁障尺寸和结构应足以限制其表面变形量小于测量压溃量的1％。
正面碰撞时，试验车的纵向中心线应与壁障中心线重合，其不重合度应在300mm范围内。
根据FMVSS和SAEJ972规定，移动壁障有两种冲击表面。
一种是FMVSS30l舰定的用于侧面碰撞试验的平面刚性表面。
另一种是FMVSS214规定的用于侧面碰撞试验的吸能表面。
试验时可根据不同的碰撞形式选用不同的壁障。
（2）牵引系统牵引系统是使被试车辆或移动壁障由静止达到设定碰撞前速度的装置。
车辆碰撞模拟仿真分析假人模型
关于车辆碰撞仿真分析用人体模型的认识——学习笔记及认识总结李良 车辆工程 30608020406人体模型：以人体参数为基础建立，描述人体形态特征和力学特征的有效工具，是研究、分析、设计、评价、试验人机系统不可缺少的重要辅助手段。
根据人体模型的用途进行分类：1、设计用人体模型——汽车用H 点人体模型2、作业分析用人体模3、工作姿势分析用人体模型4、动作分析用人体模型5、人机界面匹配评价用人体模型6、动力学分析用人体模型7、运动学分析用人体模型 8、试验用人体模型——汽车碰撞试验用人体模型一、概况介绍车辆碰撞仿真分析用人体模型车辆碰撞过程中，车内成员运动的动力学过程具有大位移、非线性、多自由度、瞬时性等特点，建立适合于这些特点的、基于多体系统动力学的人机模型，是进行车辆碰撞过程车内成员运动响应分析的关键技术问题。
基于多体系统动力学的二维和三维人体模型，应用于汽车碰撞过程中乘员运动响应的仿真分析、汽车碰撞行人事故中人体运动的仿真分析等问题的研究。
人体模型的结构：（以 MUL3D 汽车碰撞人体运动响应 为例）1、人体模型的组成：13个刚体——头部、颈部、胸部、腰腹部、臀部、左右上臂、左右前臂和手、左右大腿、左右小腿和足。
2、相邻刚体之间的铰接约束形式根据人体关节的解剖学结构特点选取。
胸部与左右上臂之间的肩关节 ——万向节人机系统匹配评价用人体模型车辆碰撞仿真分析用人体模型左、右上臂与左、右前臂之间的肘关节——转动副左、右大腿与左、右小腿之间的膝关节——转动副其它各关节——球面副3、为了描述和计算人体与车身有关结构之间的碰撞力，根据碰撞接触的可能形式，将人体模型各组成部分的形状用椭球加以描述，将车身有关结构部分的形状用平面加以描述，按椭球与平面的贯穿接触来计算贯穿接触力。
二、虚拟现实中多刚体人体模型的构建1、人体Hanavan 模型概述在虚拟环境中模拟人体运动，首先就是要建立逼真的人体模型。
从运动生物力学角度看，还要建立运动技术的力学模型，必须知道内在规律和约束条件两类因素。
Hybrid Ⅲ(假人)
汽车碰撞检测软件将取代假人2005-04-05 为了保证新开发的汽车安全产品能够最大限度地保障乘客安全，美国联邦政府不断出台新的检测要求，碰撞检测的费用也就随之不断升高。
因此，汽车制造商们都在寻求可行的办法，以减少设计安全气囊、约束系统等所需的实验步骤，从而降低成本。
郝莲译评一家汽车供货商提供了一种叫做AutoDOE的模拟碰撞软件，该软件运用统计分析来模拟汽车碰撞测验。
通过论证不同撞击中的各个变量，该软件能够帮助工程师测算出不同种类的安全设计；只需相对较少的几个实验，就能测算出数以千计的潜在情况。
AutoDOE，Automotive Design of Experiments（汽车设计实验）的缩写，是一个以碰撞测试方法为基础的分析程序软件。
这一软件能够给出详细的设计参数，对汽车安全系统的研发有很大帮助。
运用这一软件的目的就是尽可能多地掌握撞车事故中的变量，从而以尽可能少的实验步骤来预测安全系统所能做出的反映。
随着轿车、卡车生产领域中安全产品的不断增多，联邦政府对汽车安全测试的要求也越来越严格，所有的汽车安全系统必须经过这样的检测：如何具体保护驾驶员和前排、后排的乘客。
汽车制造商在生产中必须具备这样的安全设施：安全带；驾驶员及副驾驶位置的安全气囊；为后排乘客准备的两侧安全气囊，包括坐在没有安全带位置的乘客。
2000年5月，美国国家高速公路安全管理局专门为12岁以下的儿童制定了更严格的规定，详尽阐述了头部、颈部和胸部受伤的严酷性，而这些都是安全系统必须严加保护的部位。
因此，碰撞模拟软件有着广阔的应用前景。
老方法繁琐且耗资惊人目前，应用中的安全系统检测方法中有两个很具代表性：滑橇测验和障碍测验。
在滑橇测验中，将人体模型固定在由水力活塞推动的测试架上，滑橇模拟真实撞车事故并制造出相同的撞击力。
在障碍测验中，则让真实的汽车去撞击墙壁或其他障碍物。
在这两种实验过程中，事故影响到乘客的所有变量都要经过严格的测算，并且要保证在事故发生前、后的两个瞬间测算。
汽车碰撞试验假人的标定试验
汽车碰撞试验假人的标定试验摘要：假人参数在碰撞试验中对碰撞模拟结果有显著影响，分别对汽车正面碰撞实验应用的HybridⅢ男性假人头部与颈部标定试验要求、步骤等及实验结果的分析方法进行了详细介绍，并通过具体试验对某HybridⅢ做了头部与颈部的标定。
关键字：假人；汽车正面碰撞试验；标定试验Abstract：The parameters of dummies have a significant impact on simulation results in the crash test. It illustrated the test requirements，steps and presented detailed analysis of the test results of head and neck calibration test of Hybrid Ⅲmale dummy in the front crash test. All the test methods are demonstrated in the head and neck calibration test of some Hybrid Ⅲ.Key words: anthropomorphic; vehicle frontal crash test; demarcate test1 试验意义汽车碰撞试验属于汽车被动安全的研究范围，其目的主要是检验碰撞过程中车辆对乘员的保护能力。
碰撞试验的危险性，使得在实验中不可能是用进行真人，国外研究机构在大量尸体解剖工作的基础上，根据人体的动力特性及各部位的质量大小等，制造了假人，它可以代替人体用于汽车碰撞实验，模拟真人受到的伤害情况，并经标定后可以重复使用。
在试验中，通过在假人头部、胸部以及腿部安装传感器采集试验过程中的数据，这些数据能够体现汽车碰撞时，力、位移、加速度等物理量对人体的作用，通过数据采集系统将这些数据转换为数字信号由计算机处理，通过计算得出HPC（head Performance Criterion，头部性能指标）、ThPC（Thorax Performance Criterion，胸部性能指标）、FPC（Femur Performance Criterion，大腿性能指标）等伤害指标。
碰撞假人汇总上课讲义
碰撞假人汇总碰撞假人碰撞实验假人：是根据人体工程学原理，用特殊材料制成的实验仪器，它可以代替人体用于汽车碰撞实验，从而模拟出真人受到的伤害情况，并且可以重复使用。
假人大部分是由金属与塑料制作的，其胸腔是钢制的，肩胛骨是铝制的，盆骨是塑料的，造价高达4万美元左右，如果加上传感器配套设备，得需6～7万美元。
一、假人的发展史在碰撞试验假人的历史中最值得的一提的是Hybrid系列假人。
1971年ARL公司和Sierra合作开发出Hybrid I型标准假人：1971年，在美国汽车巨头的支持下，第一安全系统技术公司（FTSS：First Technology Safety Systems）制造出Hybrid II型假人，美国政府决定将其作为汽车碰撞试验标准假人使用。
1997年，FTSS开发成功Hybrid III系列假人，该系列假人是目前世界上应用最为广泛的假人家族。
在NACP欧洲安全撞击测试中心，Hydrid III用于收集正面撞击信息。
一“家”Hy brid III假人——男人、女人和三个不同大小的孩子。
Hybrid III的三个儿童假人，其体重分别为16.2千克（三岁）、23.4千克（六岁）和35.2千克（十岁）。
这三个模型是在成人模型后添加的。
二、假人的分类1、正面碰撞假人：百分位：是个人体工程学中的概念，它指根据一个地区的人体统计数据会有百分之多少的人小于假人。
按人的体态特征可分为男性假人、女性假人和儿童假人等。
成人假人（Hydrid III）按百分位可分为以下三种：1）、50%假人: 代表身高1.77米和体重86公斤的中等身材；2）、95%假人: 代表身高1.88米和体重108公斤的大型身材；3）、5%假人: 代表身高1.48米和体重56公斤的矮小身材；儿童假人可分为：1）、6月假人：身高67cm，体重10kg；2）、12月假人：身高76cm，体重13kg；3）、18月假人：身高83cm，体重16kg；4）、3岁假人：身高97cm，体重20kg；5）、6岁假人：身高130cm，体重30kg；6）、10岁假人：身高138cm，体重36kg；儿童假人有两大系列：P系列和Q系列。
模拟人体碰撞实验报告(3篇)
第1篇一、实验背景随着汽车工业的快速发展，交通事故频发，给人们的生命财产安全带来了严重威胁。
为了提高汽车安全性，研究人员开发了多种模拟人体碰撞的实验方法。
本实验旨在通过模拟人体碰撞实验，研究不同车型、不同碰撞速度下人体所受伤害情况，为汽车安全设计提供参考。
二、实验目的1. 研究不同车型、不同碰撞速度下人体所受伤害情况；2. 分析人体在不同碰撞角度下的损伤特点；3. 为汽车安全设计提供参考。
三、实验材料与设备1. 实验材料：模拟人体碰撞实验模型、碰撞台、数据采集系统等；2. 实验设备：碰撞台、数据采集系统、计算机等。
四、实验方法1. 实验模型：采用某品牌汽车模拟人体碰撞实验模型，包括头部、胸部、腹部、骨盆、腿部等部位；2. 碰撞速度：分别设置碰撞速度为30km/h、50km/h、70km/h，模拟实际交通事故中常见的碰撞速度；3. 碰撞角度：设置碰撞角度为0°、15°、30°、45°，模拟不同碰撞角度对人体损伤的影响；4. 数据采集：采用数据采集系统，实时记录碰撞过程中各部位的受力情况，以及碰撞后的位移、速度等数据。
五、实验步骤1. 将实验模型固定在碰撞台上，调整好碰撞速度和角度；2. 启动数据采集系统，记录碰撞过程中的各项数据；3. 进行碰撞实验，观察实验模型各部位的损伤情况；4. 分析实验数据，总结不同车型、不同碰撞速度、不同碰撞角度下人体所受伤害的特点。
六、实验结果与分析1. 碰撞速度对伤害的影响：随着碰撞速度的增加，人体所受伤害程度加剧。
在相同碰撞角度下，碰撞速度越高，人体所受损伤越严重；2. 碰撞角度对伤害的影响：在相同碰撞速度下，不同碰撞角度对人体损伤的影响不同。
碰撞角度越大，人体所受损伤越严重；3. 车型对伤害的影响：不同车型在碰撞过程中的受力情况不同，导致人体所受伤害程度存在差异。
在相同碰撞速度和角度下，车型差异对人体损伤的影响较小。
七、结论1. 本实验通过对模拟人体碰撞实验的研究，揭示了不同车型、不同碰撞速度、不同碰撞角度下人体所受伤害的特点；2. 为汽车安全设计提供了参考，有助于提高汽车安全性，降低交通事故发生率。
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Euro-NCAP
鞭打碰撞试验（64km/h）
Euro-NCAP
鞭打碰撞试验（64km/h）
New Car Assessment Program
欧洲NCAP 美国NCAP 美国保险公司 NCAP 日本NCAP 韩国NCAP 天津技术中心 NCAP
正面 碰撞
64km/h 40%偏置碰 撞，带儿童约束系 统
56km/h 100%全正面 碰撞
64km/h 40%偏置碰 撞
55km/h 100%全正面 碰撞，64km/h 40% 偏置碰撞
The Research on Impact Test and Crash Test Dummies
汽车碰撞试验及碰撞假人研究
指导教师：F R
报 告 人：lizong
学 号：******
PART 1
Impact Test
汽车碰撞试验
New Car Assessment Program
汽车碰撞试验的分类
Euro-NCAP
40%偏置碰撞（64km/h）
Euro-NCAP
40%偏置碰撞（64km/h）的评价指标 头部伤害指数HIC（Head Injury Criteria）应小于或等于1000； 胸部性能指标（ThPC）应小于或等于50mm； 颈部张力指标弯矩不超过57N· m； 小腿压缩力不超过8kN； 膝部位移不超过15mm； 转向盘竖直向上不超过80mm，向后不超过100mm； 在试验过程中，车门不得开启，前门的锁止系统不得发生锁止； 碰撞试验后，不使用工具，对于前排座位，若有门，至少有一个门能 够打开； 将假人从约束系统中解脱，如果发生了锁止，通过在松脱装置上施加 不超过60N的压力，该约束系统应能被打开，从车辆中完好地取出假人； 在碰撞过程中，燃油供给系统不得发生泄漏，若存在液体连续泄漏， 那么，泄漏速率不得超过30g/min；
美国：全正面碰撞、40%偏置碰撞、侧面碰撞、鞭打
（IIHS）、儿童约束系统。并增加主动安全的操控稳定性；
欧洲：40%偏置碰撞、侧面碰撞、侧面撞柱、鞭打、儿童约
束系统、行人保护；
日本：全正面碰撞、40%偏置碰撞、侧面碰撞、儿童约束系
统、行人保护。并增加主动安全的汽车制动性能；
澳大利亚：40%偏置碰撞、侧面碰撞、行人保护； 韩国：全正面碰撞、侧面碰撞、鞭打；
Euro-NCAP
侧面碰撞（50km/h）
Euro-NCAP
侧面碰撞（50km/h）
Euro-NCAP
侧面碰撞（50km/h）的评价指标 头部伤害指数HIC（Head Injury Criteria）应小于或等于1000； 胸部性能指标：肋骨变形指标（RDC）应小于或等于42mm； 骨盆性能指标：耻骨结合点力峰值（PSPF）应小于或等于6kN； 腹部性能指标：腹部力峰值（APF）应小于或等于2.5kN的内力； 在试验过程中车门不得开启； 碰撞试验后，不使用工具应能打开足够数量的车门，使乘员能正常 进出；必要时可倾斜座椅靠背或座椅，以保证所有乘员能够撤离；将 假人从约束系统中解脱出来；将假人从车辆中移出； 所有内部构件在脱落时均不得产生锋利的凸出物或锯齿边，以防止 增加伤害乘员的可能性； 在不增加乘员受伤危险的情况下，允许出现因永久变形产生的脱落； 在碰撞试验后，如果燃油供给系统出现液体连续泄漏，其泄漏速度 不得超过30g/min。
汽车碰撞试验
政府法规要求 的试验
厂家制定的 附加试验
为市场提供 信息的试验
FMVSS 214 ECER95
根据实际需要做 某些法规以外的 碰撞试验
NCAP
New Car Assessment Program
NCAP即新车评价程序 （New Car Assessment Program）， 各国的汽车安全法规要求只是一个入门门 槛，因此依靠法规限制来促进汽车产业的安全性提高和减 少汽车交通事故的伤亡率是远远不够的，为此许多发达国 家和地区除了安全法规的强制管理之外都制订了新车评价 程序NCAP，NCAP通过权威评价，将汽车的综合安全性 能以通俗易懂的星级方式表示，为汽车消费者提供市场上 热销车型的安全性能评价信息。其中，占很大比重的是针 对被动安全技术领域（碰撞安全性等）的评价，而目前发 达地区和国家已逐步扩展至主动安全技术领域。
56km/h 100%全正面 碰撞
50km/h 100%全正面碰撞， 56km/h 40%偏置碰撞
侧面 碰撞
50km/h侧面碰撞， 29km/h侧面柱碰撞 62km/h 27度斜侧面 碰撞 50km/h 55km/h 55km/h 50km/h
行人 保护
Euro-NCAP
40%偏置碰撞（64km/h）
New Car Assessment Program
董事会
秘书（处）
联合会议
主动安全技术工作组 被动安全技术工作组 媒体组
工业/制造业联席会议
工业/制造业广泛的参与、协作
New Car Assessment Program
目前国内外NCAP试验类型和评价方法 在试验类型方面各国根据自己的国情和本国的交通事故有所不同：
Euro-NCAP
侧面柱碰撞（29km/h)
Euro-NCAP
侧面柱碰撞（29km/h)
Euro-NCAP
侧面柱碰撞（HIC（Head Injury Criteria）应小于或等于1000； 胸部性能指标：肋骨变形指标（RDC）应小于或等于42mm； 骨盆性能指标：耻骨结合点力峰值（PSPF）应小于或等于6kN； 腹部性能指标：腹部力峰值（APF）应小于或等于2.5kN的内力； 在试验过程中车门不得开启； 碰撞试验后，不使用工具应能打开足够数量的车门，使乘员能正常 进出；必要时可倾斜座椅靠背或座椅，以保证所有乘员能够撤离；将 假人从约束系统中解脱出来；将假人从车辆中移出； 所有内部构件在脱落时均不得产生锋利的凸出物或锯齿边，以防止 增加伤害乘员的可能性； 在不增加乘员受伤危险的情况下，允许出现因永久变形产生的脱落； 在碰撞试验后，如果燃油供给系统出现液体连续泄漏，其泄漏速度 不得超过30g/min。