車輛撞擊過程中的安全帶固定點位移影響分析

交通事故中正確調(diào)節(jié)安全帶能夠減少乘員損傷程度，降低死亡率。車輛側(cè)翻中，車體構(gòu)架變形會造成安全帶固定裝置位置變化，與車體連接的頂軸發(fā)生水平和垂直位移，改變安全帶幾何形狀。

利用翻轉(zhuǎn)組件測試系統(tǒng)（ROCS）評估車輛嚴重側(cè)翻時的安全帶性能。進行4項車輛翻轉(zhuǎn)試驗，2項使用底層ROCS固定裝置，另2項安裝新型D環(huán)執(zhí)行器（DRA），車輛前排座椅安放混合型III碰撞試驗假人（ATD），并正確帶上安全帶。假人頭部、頸部、胸部和盆骨部位由器械固定。依據(jù)FMVSS208程序要求，自動調(diào)節(jié)安全帶上固定點裝置，后背位置隨之調(diào)節(jié)。測試使用三點式安全帶，測試中不斷測量DRA位移變化，DRA調(diào)節(jié)時間約20ms。傳感器安裝在駕駛員和副駕駛員之間ROCS固定裝置上，測量角速度、俯仰率及滾轉(zhuǎn)角速度，以及縱向、水平及垂直加速度。接觸開關(guān)安裝在假人頭部、手臂和胸部。假人肩膀和大腿外側(cè)安裝測重傳感器。

試驗車輛側(cè)翻角度為90°時肩式安全帶的有效性最低，這是由于翻轉(zhuǎn)時假人隨之平行翻轉(zhuǎn)，偏離安全帶固定位置。安全帶固定裝置的偏移可進一步使得安全帶固定在假人胸部，可允許偏移距離為25.4～50.8mm。另外，車輛90°側(cè)翻時無縱向加速，使得假人頭部、頸部和軀干在車輛未碰撞地面前保持直線運動狀態(tài)。研究表明，頭部、頸部和軀干保持直線狀態(tài)是減少頸部受力負荷、降低受傷概率的重要因素。

在更嚴重的180°側(cè)翻條件下，可通過整車設(shè)計的角度實現(xiàn)與車輛構(gòu)架相連的D環(huán)固定裝置動態(tài)位移變化。座椅綜合約束系統(tǒng)可通過連接肩式安全帶和腰式安全帶方式，減小車輛構(gòu)架變形引發(fā)的安全帶幾何變形。

在有無可動態(tài)調(diào)節(jié)安全帶D環(huán)固定裝置的兩種試驗條件下，對比假人運動學(xué)特性和安全帶張力。結(jié)果表明，D環(huán)固定裝置的位置動態(tài)變化對假人頸部承受載荷無明顯影響。在限制假人垂向位移條件下，對安全帶固定性能也無影響。

Daniel E.Toomey et al. SAE 2015-01-1756.

編譯：謝秀磊