某車型40%偏置碰胸部傷害優(yōu)化分析

俞陸新，崔 強，單?？?，靳繼濤

（ 1.安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)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(jīng)濟的發(fā)展，汽車作為現(xiàn)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(tǒng)計局發(fā)布的公告指出，2016年中國的道路交通事故死亡人數(shù)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(tǒng)計分析表明，以預(yù)防事故發(fā)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(jù)[1]。

全世界相關(guān)地區(qū)碰撞法規(guī)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(fā)生相撞，其前部駕駛員側(cè)40%區(qū)域與ODB重疊。由于汽車前艙緩沖吸能區(qū)域只有部分參與吸能，其設(shè)定的吸能區(qū)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(fēng)險，故偏置碰撞對汽車車身結(jié)構(gòu)及約束系統(tǒng)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(guān)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(guān)車型在2012版CNCAP偏置碰中的表現(xiàn)

CNCAP官網(wǎng)公布的2012版規(guī)則實施后，相關(guān)試驗車型在偏置碰中的表現(xiàn)情況如表1所示[6]。從測試結(jié)果可以看出，三星及以上車型的前排均配備預(yù)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(jié)構(gòu)特點有關(guān)。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(nèi)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(fā)中至關(guān)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(guān)車型在2012版CNCAP偏置碰中的表現(xiàn)Tab.1 The performance of related models in CNCAPbias in 2012

某車型64 Km/h偏置碰試驗所統(tǒng)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(jié)果如表2所示。可以看出試驗中胸部壓縮量明顯過大，此處得分極低。造成此部位傷害過大的主要原因與車身結(jié)構(gòu)和約束系統(tǒng)相關(guān)，若對車身提出優(yōu)化更改，費用及周期均較大，本文從約束系統(tǒng)級別出發(fā)，通過正交試驗設(shè)計方法，篩選出對假人胸部傷害值較大的設(shè)計變量，并進行優(yōu)化，找到可以充分發(fā)揮乘員約束系統(tǒng)的約束效能的設(shè)計變量的最優(yōu)值[8-9]。

在滿足約束條件的DOE計算結(jié)果中選取胸部傷害值較小的5組數(shù)據(jù)，結(jié)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(shù)據(jù)對于胸部整體得分最優(yōu)，換算成胸部得分為2.1分。后經(jīng)過臺車試驗驗證，匹配優(yōu)化后的氣囊、安全帶，優(yōu)化后試驗結(jié)果與優(yōu)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(shù)的優(yōu)化分析

結(jié)果表明，優(yōu)化氣囊和安全帶參數(shù)較初始試驗結(jié)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(chǎn)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(shè)定不合適，則會給胸部造成直接傷害。在不更改車身結(jié)構(gòu)的情況下，通過上述方式來優(yōu)化偏置碰中胸部的得分，可為整車約束系統(tǒng)提供一定的理論參考。

思維導(dǎo)圖(Mind Map)是英國學(xué)者Tony Buzan在20世紀70年代初期所創(chuàng)[2]，思維導(dǎo)圖有圖形、有文字，其實質(zhì)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(fā)散性思維[3]。思維導(dǎo)圖是一種認知工具和思維技術(shù)，可以有效引導(dǎo)思維過程和擴展思維內(nèi)容，還可以有效的記錄思維過程，從而達到可視化的結(jié)果，通過分析，給出更加具體的方案，有利于學(xué)生知識和信息產(chǎn)生相互影響和相互促進[4]。

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

表3 對應(yīng)約束系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)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(tài)如圖1所示，對應(yīng)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(jié)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(yīng)該是由安全帶肩帶力產(chǎn)生的。此后時間段，安全帶肩帶力并未出現(xiàn)大的峰值，較平緩的維持在3.5～4.5 KN范圍內(nèi)，可是胸部壓縮量卻在97 ms時出現(xiàn)峰值，為41.53 mm；結(jié)合運動姿態(tài)、錄像以及試驗數(shù)據(jù)分析，97 ms時，假人胸部未撞擊到方向盤，僅與氣囊發(fā)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(guān)參數(shù)，如表3所示，對其合理性需進一步分析。

表4 DOE參數(shù)優(yōu)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(shù)敏感性分析Fig 3 The analysis of parametric sensitivity

表6 DOE計算結(jié)果Tab.6 The calculation results of DOE

表7 優(yōu)化前后駕駛員傷害結(jié)果對比Tab.7 The comparison of driver injury results before and after optimization

3．結(jié)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(shù)（氣袋排氣孔直徑、安全帶限力值、氣囊點火時間）進行優(yōu)化，使得胸部得分最高。輸入?yún)?shù)及優(yōu)化范圍，如表4所示；約束條件輸出結(jié)果，如表5所示。

參考文獻：

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

計算結(jié)果如圖3所示，可以判定在所選優(yōu)化參數(shù)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(guān)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(guān)性。從圖3可知，在所選優(yōu)化參數(shù)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(yōu)化參數(shù)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(guān)性，氣囊排氣孔直徑與胸部3 ms加速度成負相關(guān)性。

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從數(shù)據(jù)來看，M0/(M1-M0)、M0/M1的比率繼續(xù)下降，到2011年開始有所回升。M1/(M2-M1)、M0/(M2-M1)的比率總體呈現(xiàn)下降趨勢。這個結(jié)論與我們當(dāng)前的實際情況也是不相吻合的。

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[8]北京大學(xué)．正交設(shè)計法[M]．北京：石油化學(xué)工業(yè)出版社，1976：1-35．

唐玉煙的蘇醒很大程度上要歸功于天葬院外的戰(zhàn)斗。她事后對青辰說，那戰(zhàn)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。

項目為傳統(tǒng)的方塊式重力式碼頭，后方棱體布置軌道梁，樁基深度為-32米，總長度34米，穿過棱體深度18.5米，剩余15.5米為原始海床。按照傳統(tǒng)施工思維，邊安裝大方塊，邊拋后方棱體，待棱體施工完畢后，開始樁基施工。通過反復(fù)論證，若采用先拋填碼頭后方棱體，再在陸上進行鉆孔灌注成型，樁基貫穿棱體石層和海床沙礫層，兩類土層均對樁孔孔壁穩(wěn)定成型很不利，且單個棱體強度高，在鉆孔施工中容易出現(xiàn)卡鉆，擴孔、塌孔等不利情況。針對現(xiàn)場施工情況，施工船舶可充分利用，采用先打鋼護筒，后拋填棱體即可減少以上情況的發(fā)生。因此改進施工工藝勢在必行。

如今醫(yī)院的傳統(tǒng)治療在不斷發(fā)生變化,醫(yī)院的婦產(chǎn)科也在健康指導(dǎo)下,不斷尋找新的護理方法。使母嬰獲得更好的服務(wù)。在醫(yī)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(wù),向幼兒家長指導(dǎo)相關(guān)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(tǒng)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(tǒng)的模式進行比較。結(jié)果報告如下。

[9]方開泰．均勻試驗設(shè)計的理論、方法和應(yīng)用：歷史回顧[J]．?dāng)?shù)理統(tǒng)計與管理，2004，23（3）：69-80．