汽车资讯:硬核科普:试验假人

作者:湖南赛孚汽车科技股份有限公司 浏览: 发表时间:2023-10-27 00:00:00
碰撞试验假人,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。
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 Il)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;
2、侧面碰撞假人 SID(sideimpact dummies):
用于研究侧面碰撞,主要包括美国侧碰假人USSID(八十年代)和欧洲侧碰假人EURO SID-I(1991年)、EURO SID-II。
由于现有汽车安全认证体系较多,各体系的试验参数、评价指标各不相同,情况复杂,因而迫切需要统一侧面碰撞试验,首先需要统一的就是侧碰假人,目前使用的主流侧碰假人主要是USSID和ESII假人。1997年IS0组织启动了WorldSID项目,2015年之后,Euro-NCAP侧面碰撞试验中开始使用WorldSID假人。
在目前的国内外汽车侧面碰撞试验法规和标准中,通常只在车辆撞击侧驾驶员位置放置一个50百分位假人,后排不放置假人。但考虑到实际交通事故中,车辆后排乘员尤其是身材矮小的女性及青少年通常受伤较严重,因此FMVSS214 和CNCAP2009fB规定,从2010年开始,在MDEB^.车辆撞击侧后排座椅放置一个用于考核车辆对身材矮小人群保护性能的假人,这就是SIDIIs侧碰假人。
碰撞试验假人上世纪60年代开始研制,历经50多年的发展,已经产生了多种类型的碰撞试验假人。碰撞试验假人从形体尺寸上主要分为成年假人和儿童假人,按照碰撞类型,分为正面碰撞试验假人和侧面碰撞试验假人。

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一、塑料假人有什么作用?

相信很多朋友都看过汽车碰撞测试实验。每次碰撞测试后,专业工程师将对汽车进行评分。评分的参考依据不仅是车辆损伤程度,还包括对车辆上“人员”损伤的程度评估,这个“人员”指的就是塑料假人。

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早期的汽车碰撞试验是由工作人员亲自参加测试,后来考虑到测试人员的生命安全,便由黑猩猩和其他动物取代人类进行碰撞试验。但这很快引起动物保护协会的反对,再后来,碰撞假人出现了。

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与服装店的“塑料假人”不同,碰撞测试的“塑料假人”(ATD)主要用模拟交通事故对人体的冲击。Humanetics公司的人体模型充满了科技感,假人身上覆盖着各种仿生结构以及传感器系统,在碰撞试验中充分获取了受损信息。

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二、为何塑料假人价格这么贵?

1、尸体测试

很多塑料假人的仿生数据源于对大量尸体的测试,一个型号的研发周期至少需要10~15年。这也是碰撞测试假人开发周期长、价格高昂的重要原因。

2、制造材料

大多数塑料假人都是由金属和塑料制成的。胸部由钢制成,肩胛骨由铝制成,骨盆由塑料制成,而且完全仿照“欧美”小孩,男人和女人真实的高矮胖瘦。这些假人的制造成本就高达4万美元。

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3、传感器

每个塑料假人身上至少会配备60~200个传感器。通过这些传感器,这些假人与外部的接触,甚至可以说比真人更加“敏感”。当然如果增加传感器设备,制造成本将达到6万-7万美元,需要的传感器越多,假人的价格也越高,目前最高的报价是1100万元。

三、一定要用塑料假人吗?


为最大限度地保护消费者安全,各个国家都出台法律法规,要求汽车行业必须在碰撞试验中达到一定的安全标准。而在汽车碰撞试验中最不可或缺的部分就是“假人”。

比如在欧美国家对车辆碰撞测试中,强制要求每辆车上必须搭载2~3个假人。可以说每次碰撞测试下来,汽车公司并不关心那些报废的车辆,更关心的是这些高昂的假人们。

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NCAP

NCAP(New Car Assessment Program)不同于那些由政府机构组织实施的强制性安全认证,它是一个民间组织。在欧洲、日本、美国、澳大利亚都有类似的评价机构。我国的C-NCAP也已于2005年正式启动。NCAP碰撞测试具体内容大约包括两个方面,正面和侧面碰撞。正面碰撞有50公里/时正面100%刚性壁碰撞,正面64公里/时40%ODB(重叠可变形壁障),侧面碰撞速度通常是50公里/时,另外还有中柱碰撞测试后碰测试等。
NCAP对于促进汽车厂商提高车辆被动安全性功不可没。在90年代末进行的碰撞试验中,几乎没有车型能获得3星以上的成绩,一、两颗星的情况很普遍。但十年后,即使微型车也有很多获得了5星以上的高分。
NCAP(New Car Assessment Program)新车评价程序最早始于美国,在1978年USNCAP提出5星评价方法用于在正面碰撞中评价汽车保护车内乘员的性能。全球NCAP评价程序包括,ANCAP(澳大利亚)、EuroNCAP(欧洲)、USNCAP(美国)、IIHS(美国保险组织)、CNCAP(中国)、JNCAP(日本)、KNCAP(韩国)、LATINNCAP(拉丁美洲)、ASEANNCAP(东南亚)。在所有的NCAP机构中,EuroNCAP影响力较大。
它创始于1997年,其核心成员单位包括ADAC(全德汽车俱乐部,国内某些厂商可能对它恨之入骨,但这个机构在欧洲可是深受消费者欢迎,并拥有广泛群众基础和非常高的公信力)、英国运输部、英国FIA基金会、德国运输部等等。
儿童保护的最高评级也是5星,但这一桂冠,截止2018年10月却无人可以认领;行人保护的最高评级是4星,但不幸的是大多数车的成绩只有1~2星,能取得3星的已经是凤毛麟角。

碰撞测试成绩则由星级(★)表示,共有五个星级,星级越高表示该车的碰撞安全性能越好。

其具体内容大约包括两个方面,正面和侧面碰撞。碰撞测试的内容各个国家标准不同,美国40%ODB正面碰撞速度为64公里/小时,侧面碰撞速度为50公里/小时,我国正面100%刚性壁碰撞速度为50公里/时,40%ODB正面碰撞速度为64公里/时,侧碰速度为50公里每小时。碰撞测试成绩则由星级(★)表示,共有五个星级,星级越高表示该车的碰撞安全性能越好。

按照2012年的评价标准

★★★★★称为五星级,分数52-60分,表示乘员严重伤害的概率小于或等于10%;

★★★★称为四星级,分数44-52分,表示乘员严重伤害的概率为11%-20%;

★★★称为三星级,分数36-44分,表示乘员严重伤害的概率为21%-35%;

★★称为二星级,分数28-36分,表示乘员严重伤害的概率为36%-45%;

★称为一星级,分数小于28分,表示乘员严重伤害的概率等于或大于46%

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碰撞实验一般有如下几种:

1、100%重叠正面碰撞

车身整体受力点相对较多,如:纵梁、防撞钢梁、副车架等,共同作用下,车身可以吸收大部分撞击力度。

2、侧面碰撞

检测车辆在遇到侧面碰撞时,车身对于车内驾乘人员的保护。特别是B柱,如果B柱强度不够高,过度弯曲或断裂,都会对车内人员造成危险。

3、行李箱Cargo Retention

4、ODB40%正面偏置碰撞

5、ODB25%正面偏置碰撞

主要依靠副车架和吸能盒来吸收撞击力度,如果车身强度较低或减配,力度就会穿过翼子板、悬挂摆臂、半轴、轮毂等等这些相对脆弱的部件,致使A柱弯曲变形,致使中控台后移,驾驶员被卡在车内,车身无法正常开启,耽误救援和逃离时间。

6、其他碰撞作为安全带和安全气囊的匹配试验和车辆研发阶段的性能试验,比如鞭打whiplash(主要是模拟车辆在发生追尾时,座椅以及头枕对乘客颈椎的保护效果)、SBA/安全带固定点强度、行人保护(测试当车辆低速行驶中,不慎撞到行人,车辆前方的设计材料是否能对行人头部、腿部等部位减轻伤害)、主动性安全测试(检测车辆是否具备预碰撞提示以及自动刹车等功能)、车顶强度(检测车辆遇到侧翻情况时,车顶坚固程度是否可以抵御外界物体的冲击,乘员能否得到良好保护

测试结果的评价有4个等级,用字母表示:优秀(G),良好(A),一般(M),较差(P)。有网友对四个等级进行了“精辟”解释,P=挂了,M=抢救试试,A=住院一阵儿,G=第二天上班。
除了常规测试外,还有一些“另类”的测试,如雪佛兰世纪碰撞。
2014年,两辆第九代雅阁分别以56km/h的速度,呈15°斜角以25%重叠率进行碰撞。
2016年,吉利一辆帝豪GL以50km/h的速度,垂直撞向速度为16.67km/h的另一辆帝豪GL,以此来模拟十字路口一种常见的违章行驶事故。
碰撞测试可以体现车辆对驾乘人员的保护,两家测试机构C-NCAP(中汽研)和C-IASI(中保研)也促进汽车制造工艺的进步。


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