某車型40%偏置碰胸部傷害優化分析

俞陸新，崔 強，單?？?，靳繼濤

（ 1.安徽機電職業技術學院，安徽 蕪湖，241000；2.奇瑞商用車汽車有限公司，安徽 蕪湖，241000）

0．引言

隨著國民經濟的發展，汽車作為現代化的交通工具得到廣泛普及。同時，交通事故也伴隨著汽車保有量的增加逐年遞增。國家統計局發布的公告指出，2016年中國的道路交通事故死亡人數約為40824人，與2015年的36178.8人相比，增加了4646人。交通事故原因的統計分析表明，以預防事故發生的主動安全性只能避免5%的事故。因此，提高汽車被動安全性日趨重要，汽車碰撞標準及NCAP則是檢驗或評價汽車碰撞安全性能的重要依據[1]。

全世界相關地區碰撞法規標準與NCAP均包含有40%正面偏置碰試驗。在偏置碰試驗中，汽車與可變形壁障（ODB）發生相撞，其前部駕駛員側40%區域與ODB重疊。由于汽車前艙緩沖吸能區域只有部分參與吸能，其設定的吸能區域通常不足以吸收所有碰撞能量。因此，必然會對乘員艙造成較大的侵入，加大了乘員傷害風險，故偏置碰撞對汽車車身結構及約束系統提出極大的考驗。胸部傷害在偏置碰試驗分值中占有較高的比重，特別是在NCAP試驗中，胸部得分相對其他部位要明顯偏低[2-4]。

2012版CNCAP評價體系已開始實行，偏置碰速度也由56 Km/h增加到64 Km/h。從而加大了此項試驗的難度，特別是胸部的得分將是衡量偏置碰試驗好壞的關鍵。偏置碰中胸部傷害值主要考察胸部壓縮量（22～50 mm）與 3 ms合成加速度(38～60 g)[5]。

1．相關車型在2012版CNCAP偏置碰中的表現

CNCAP官網公布的2012版規則實施后，相關試驗車型在偏置碰中的表現情況如表1所示[6]。從測試結果可以看出，三星及以上車型的前排均配備預張緊+限力安全帶；四星及以上車型胸部得分均超過2分。CNCAP碰撞試驗中，胸部得分普遍較低與車身本身的結構特點有關。正面碰撞時，假人在巨大慣性的作用下，胸部很容易受到來自方向盤、安全帶和氣囊的沖擊作用，擠壓胸腔從而造成傷害。同時，若胸部加速度過大，胸腔內部器官也極易受到貫穿傷害[7]。因此，對乘員胸部的保護在整車安全開發中至關重要，在正面碰撞中，安全帶、氣囊與假人胸部直接接觸，必對胸部加速度、胸部位移造成一定的影響。

表1 相關車型在2012版CNCAP偏置碰中的表現Tab.1 The performance of related models in CNCAPbias in 2012

某車型64 Km/h偏置碰試驗所統計的駕駛員各部位得分（未考察罰分項及后排假人與乘員得分，對于偏置碰而言，駕駛員得分普遍較乘員低），結果如表2所示?？梢钥闯鲈囼炛行夭繅嚎s量明顯過大，此處得分極低。造成此部位傷害過大的主要原因與車身結構和約束系統相關，若對車身提出優化更改，費用及周期均較大，本文從約束系統級別出發，通過正交試驗設計方法，篩選出對假人胸部傷害值較大的設計變量，并進行優化，找到可以充分發揮乘員約束系統的約束效能的設計變量的最優值[8-9]。

在滿足約束條件的DOE計算結果中選取胸部傷害值較小的5組數據，結果如表6所示。對胸部影響較大的安全帶限力值和氣囊排氣孔直徑分別為2.5 KN和30 mm時，胸部壓縮量相對較小，胸部3 ms合成加速度也較小。綜合考慮，第1組數據對于胸部整體得分最優，換算成胸部得分為2.1分。后經過臺車試驗驗證，匹配優化后的氣囊、安全帶，優化后試驗結果與優化前對比如表7所示，胸部增加1.77分，總分共有1.7分的提升。

表2 64 Km/h 40%偏置碰駕駛員各部位得分Tab.2 The points of driver in 64 Km/h 40%bias against

2．氣囊、安全帶參數的優化分析

結果表明，優化氣囊和安全帶參數較初始試驗結果有明顯提升，有效保護了駕駛員胸部的安全。前排在選擇限力安全帶時，限力值不宜過大，因最終施加在假人胸部的壓縮力為安全帶限力值與織帶拉出時產生摩擦力的合力。氣囊的排氣孔直徑大小直接影響氣囊與胸部接觸時的剛度，若排氣孔直徑設定不合適，則會給胸部造成直接傷害。在不更改車身結構的情況下，通過上述方式來優化偏置碰中胸部的得分，可為整車約束系統提供一定的理論參考。

思維導圖(Mind Map)是英國學者Tony Buzan在20世紀70年代初期所創[2]，思維導圖有圖形、有文字，其實質上是一種圖形思維工具，通過圖形、詞匯等形象有效地表達個人的發散性思維[3]。思維導圖是一種認知工具和思維技術，可以有效引導思維過程和擴展思維內容，還可以有效的記錄思維過程，從而達到可視化的結果，通過分析，給出更加具體的方案，有利于學生知識和信息產生相互影響和相互促進[4]。

圖1 駕駛員相對車身運動姿態Fig 1 The driver's relative body movement posture

表3 對應約束系統相關參數Tab.3 The corresponding parameters of the corresponding constraint system

圖2 駕駛員胸部壓縮量（左）、駕駛員安全帶肩帶力（右）Fig.2 Driver chest compression(left),driver seatbelt shoulder force(right)

氣囊點爆過程中，假人運動姿態如圖1所示，對應時間分別為起始時刻、氣袋展開時刻、假人與氣袋接觸時刻和氣袋最大變形量時刻。安全帶肩帶在60 ms時已開始起作用，此時肩帶力為3.5 KN（圖2所示）。結合圖1，可判斷70 ms時，假人胸部才接觸到氣囊，但此時假人胸部壓縮量已達20 mm，此處壓縮量應該是由安全帶肩帶力產生的。此后時間段，安全帶肩帶力并未出現大的峰值，較平緩的維持在3.5～4.5 KN范圍內，可是胸部壓縮量卻在97 ms時出現峰值，為41.53 mm；結合運動姿態、錄像以及試驗數據分析，97 ms時，假人胸部未撞擊到方向盤，僅與氣囊發生硬接觸。綜上分析，可推斷胸部壓縮量峰值是由安全帶肩帶力、氣囊剛度過大共同作用造成的。試驗時氣囊、安全帶相關參數，如表3所示，對其合理性需進一步分析。

表4 DOE參數優化范圍Tab.4 The parameter optimization scope of DOE

表5 DOE輸出約束Tab.5 The constraints of DOE output

圖3 參數敏感性分析Fig 3 The analysis of parametric sensitivity

表6 DOE計算結果Tab.6 The calculation results of DOE

表7 優化前后駕駛員傷害結果對比Tab.7 The comparison of driver injury results before and after optimization

3．結論

基于上述分析，借助Mode Frontier分析軟件，以胸部傷害值為目標，在頭頸部位傷害值不超標的情況下，僅就安全帶與氣囊的幾個重要參數（氣袋排氣孔直徑、安全帶限力值、氣囊點火時間）進行優化，使得胸部得分最高。輸入參數及優化范圍，如表4所示；約束條件輸出結果，如表5所示。

參考文獻：

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企業與外部利益相關者的和諧體現于信任機制的建立。因為在企業與外部利益相關者的互動過程中，企業影響力的大小取決于企業在外部系統中的權重，也就是企業在整個外部系統中的地位問題。在整個外部系統的產業鏈中，企業與長期合作者的關系應該建立在互相信任的基礎上，這樣可以最小化交易成本，降低企業的成本和費用，并最大化企業的利潤。同時減小系統中強勢成員對弱勢成員利益的侵害，從而達到系統的共同繁榮。

計算結果如圖3所示，可以判定在所選優化參數中，氣囊排氣孔直徑對胸部壓縮量影響最大，其次為氣囊點火時刻和安全帶限力值。其中氣囊排氣孔直徑與胸部壓縮量成負相關性，氣囊點火時刻和安全帶限力值均與胸部壓縮量成正相關性。從圖3可知，在所選優化參數中，安全帶限力值對胸部3 ms加速度影響最大，其次為氣囊排氣孔直徑，氣囊點火時刻相對其他所選優化參數影響最小。其中，安全帶限力值和氣囊點火時刻均與胸部3 ms加速度成正相關性，氣囊排氣孔直徑與胸部3 ms加速度成負相關性。

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從數據來看，M0/(M1-M0)、M0/M1的比率繼續下降，到2011年開始有所回升。M1/(M2-M1)、M0/(M2-M1)的比率總體呈現下降趨勢。這個結論與我們當前的實際情況也是不相吻合的。

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唐玉煙的蘇醒很大程度上要歸功于天葬院外的戰斗。她事后對青辰說，那戰斗鬧出的動靜驚天地泣鬼神，將昏迷中的她帶入了一個極其恐怖的噩夢中，然后又讓她從噩夢中驚醒。她出了院子，便看到了唐飛霄，于是隨手取了他的命。

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如今醫院的傳統治療在不斷發生變化,醫院的婦產科也在健康指導下,不斷尋找新的護理方法。使母嬰獲得更好的服務。在醫院期間,除了為母嬰提供平常的護理活動外,主要工作是提供更多的母嬰護理知識和向母嬰提供服務,向幼兒家長指導相關的知識,以幫助他們盡快接受嬰兒,使他們熟悉家庭的新成員。母嬰護理不同于以前傳統的模式,它主張把母嬰作為中心,把孕婦作為核心的婦幼保健理念。[1]對30例母嬰進行床邊護理,與傳統的模式進行比較。結果報告如下。

[9]方開泰．均勻試驗設計的理論、方法和應用：歷史回顧[J]．數理統計與管理，2004，23（3）：69-80．