2第二章汽车交通事故及碰撞安全法规课件.ppt

1、 第二章 汽车碰撞安全法规主要内容1.汽车交通事故概况2.世界汽车碰撞安全法规概况 3.我国汽车碰撞安全法规状况4.汽车碰撞行人相关法规5.汽车安全性研究展望 1.1 汽车交通事故与汽车安全的关系 1.2 现代汽车安全保障体系 1.3 汽车安全技术主要内容34汽车交通事故定义汽车交通事故定义（中国）（中国） ： 车辆在道路上因过错或意外造成的车辆在道路上因过错或意外造成的人身伤亡或者财产损失的事件。人身伤亡或者财产损失的事件。 据据中华人民共和国道路交通安全法中华人民共和国道路交通安全法2008.5.1施行施行美国：美国：日本：日本： 在由在由人、车辆、道路环境人、车辆、道路环境三者构成的道路

2、三者构成的道路交通中。交通中。车辆是交通事故中的主要元素车辆是交通事故中的主要元素,各各类交通事故大多与车辆有关类交通事故大多与车辆有关,确保汽车安全确保汽车安全是减少事故的主要内容。是减少事故的主要内容。 当今汽车已成为社会发展不可缺少的交通当今汽车已成为社会发展不可缺少的交通工具，车辆保有量不断增加（工具，车辆保有量不断增加（多少？多少？），），交通事故随之增加，汽车的安全性也尤为交通事故随之增加，汽车的安全性也尤为主要。主要。请同学例举请同学例举想到的因素想到的因素789101114:481214:48131414:4815 2009年9月3日14时50分，在吉林省境内长平高速长平高速发

3、生客货车相撞事故，造成17人死亡、35人受伤。 据警方介绍，当时，青岛华旅运输有限公司鲁BG3231号卧铺客车左前轮爆胎，冲过护栏驶入对向车道，先是撞上一辆捷达轿车的尾部，接着与辽宁省营 口经济技术开发区金马物流有限公司的辽H0196半挂集装箱货车正面相撞。1617 这款每辆售价388万元人民币（另外还有60万元的选装配置）的超级跑车，在短短3个月内就有10辆在欧美各地因不同事故而报销。其中5辆458涉及意外，4辆因自燃焚毁。 8月22日下午，一辆法拉利458 Italia又在由余姚大岚向宁波四明山方向行驶的山路中发生自燃。430万购置，行驶里程仅1800km1819202012年全国交通事故

4、统计年全国交通事故统计 从公安部交管局公安部交管局获悉，2012年上半年，全国共发生道路交通事故99万起，造成27万人死亡、117万人受伤，直接财产损失41亿元。其中，发生一次死亡10人以上特大道路交通事故15起，同比增加3起。2012年上半年全国道路交通事故特点 (一一)营运客车肇事导致的特大道路交通事故增营运客车肇事导致的特大道路交通事故增多多。 15起一次死亡10人以上特大道路交通事故中，10起为营运客车肇事导致，同比增加4起。其中7起因超速行驶导致，5起为跨省客运车辆导致，部分肇事营运客车超员问题突出。 如辽宁阜新“523”一次死亡33人的特大道路交通事故中，肇事卧铺客车自出站就超员2

5、29； 宁夏中卫“626”一次死亡11人的特大道路交通事故中，肇事客车停运期间擅自出车且超员121。2012年上半年全国道路交通事故特点 (二二)高速公路交通事故呈现上升高速公路交通事故呈现上升。 主要是疲劳驾驶、超速行驶、违法停车导致的追尾事故。 (三三)农村地区小型汽车事故比例上升农村地区小型汽车事故比例上升。 因违法载人、超载等违法装载、无证驾驶肇事导致的事故所占比例均高于全国同类交通违法行为肇事平均水平。2012年上半年全国道路交通事故特点(四四)恶劣气候条件下事故增多。恶劣气候条件下事故增多。 31.2的道路交通事故发生在阴雨雪雾天气条件下，同比上升117。 夏秋高温时期，易因疲劳驾

6、驶、超速行驶、违法超车、车辆爆胎导致事故发生。出车前注意检查车辆安全状况，驾车出行时注意保持安全行车速度，做到不违法超车、不违法会车，不挤占高速公路紧紧急车道急车道行驶。 美国美国：1972-1994年，304万人死于汽车交通事故，是该国1972年以来战争死亡人数的 3 倍。 日本：日本：2011年3月11日,日本东北部发生9级地震引发海啸, 死亡人数1.5万人 , 9506人失踪。25 亡羊补牢亡羊补牢 从汽车诞生的那天起，就埋下了交通事故的祸根。良好的汽车安全保障体系，只能减少交通事故、降低交通事故造成的伤害与损失，但绝对不会杜绝交通事故的发生。原因： 1） 速度越快，不安全隐患越大。 2

7、）驾驶汽车的人，有许多不确定性因素。2627 道路交通系统由人、车辆、道路环境三道路交通系统由人、车辆、道路环境三要素构成。要素构成。 汽车安全保障体系包括汽车安全保障体系包括人、车辆、道路人、车辆、道路环境、法规和管理环境、法规和管理。 人是系统的人是系统的核心核心，车辆的设计与制造是，车辆的设计与制造是道路安全的道路安全的前提前提，车辆的检测与维修是保证，车辆的检测与维修是保证车辆安全的必要车辆安全的必要措施措施，道路环境是系统的基，道路环境是系统的基础，法规是础，法规是依据依据，管理是保障交通安全的，管理是保障交通安全的手手段。段。282.世界汽车碰撞安全法规概况 去另课件2.世界汽车碰

8、撞安全法规概况两大法规体系两大法规体系：美国联邦机动车安全法规FMVSS 残缺产品回收制度 严格 完整欧洲ECE和EEC（ECE:欧洲经济委员会，EEC：欧共体） 认证制度 详细 便于操作条款内 容201内部碰撞乘员保护 Occupant protection in interior impact202头部约束 Head restraints203司机与转向机构碰撞保护Impact protection for the driver from the steering control system204转向机构后移量 Steering control rearward displacement

9、205窗玻璃材料 Glazing material206门锁及约束部件 Door locks and door retention components207座椅系统 Seating systems208乘员碰撞保护 Occupant crash protection209安全带部件 Seat belt assemblies210安全带固定点 Seat belt assembly anchorages211保留 Reserved212风挡玻璃安装 Windshield mounting213儿童约束系统 Child restraint systems214 侧碰撞保护 Side impact

10、protection表 1 美国 FMVSS 中有关被动安全性的法规：215保留 Reserved216顶部碰撞保护 Roof crash resistance217公共汽车紧急出口和车窗保持力及释放力Bus emergency exits and window retention and release218摩托车头盔 Motorcycle helmets219风挡玻璃区域的侵入 Windshield zone intrusion220校车翻滚保护 School bus rollover protection221校车车身连接点强度 School bus body joint strengt

11、h222校车座椅系统和碰撞保护School bus passenger seating and crash protection223追尾碰撞防护装置 Rear impact guards224追尾碰撞保护 Rear impact protection301燃油系统完整性 Fuel system integrity302内部材料燃烧特性 Flammability of interior materials303使用压缩天然气汽车的燃料系统完整性Fuel system integrity of compressed natural gas vehicles304压缩天然气燃料容器完整性Compr

12、essed natural gas fuel container integrity 前碰撞乘员防护认证规定欧洲 ECE R94美国 FMVSS 208要求：HPC1000ThPC75mmFPC10kN碰撞过程中门不能撞开，也不能由于碰撞而锁上。撞后不用工具应能将门打开。释放约束系统的力6daN。假人能顺利移出。燃油泄漏量30g/min。要求：1. HIC=10002. 胸部加速度=60g(气袋试验可为 80g)3. 胸骨压缩量=75mm4. 大腿力=10kN5. 假人在车内6. 96 年 9 月 1 日后生产的汽车必须安装气袋。2001 年前生产的低功率气袋试验中假人颈部伤害指标(a) 弯曲

13、扭矩：190Nm SAE Class 600(b) 外翻扭矩：57Nm SAE Class 600(c) 轴向拉力：3300N 峰值，SAE Class 1000(d) 轴向压力：4000N 峰值，SAE Class 1000(e) 轴向剪力：3100N 峰值，SAE Class 1000试验内容：障碍壁前碰撞试验。60 度夹角。在汽车中心线与障碍壁的交点两侧各 350 毫米处固定防滑装置。前面板的角度应使得汽车的司机侧先与障碍壁接触。碰撞速度为 50+0 -2km/h。试验内容：1. 障碍壁前碰撞试验。碰撞速度 30mph，9030 度内。满足 1，2，3，4，5 要求。2. 侧撞试验。20

14、mph，平板移动壁，20mph，90 度角度。满足 1，2 要求。3. 滚翻试验。30mph。满足 6 的要求。4. 有关低功率气袋试验。对不使用安全带的假人，可用滑车试验。侧撞乘员防护认证规定欧洲 ECE R95美国 FMVSS 214要求：1. 在司机侧试验，除非汽车两边的结构明显不同会影响试验结果。头部 HPC 不大于 1000。胸部肋骨变形 RDC 不大于 42 毫米。软组织指标 VC 不大于 1.0m/s 。VC=max(D/0.15*dD/dt) D肋骨变形。腹部力不大于 2.5kN 内力(4.5kN 外力)。2. 碰撞过程门不能撞开。碰撞后，不用工具应能：打开足够的门，供正常进出

15、、释放假人、移出内部设备。不能产生对人体有伤害风险的变形。4 燃油泄漏量不大于 30g/min。若燃油与其他液体混合且不能区分，则全部记录在内。要求：1. 动态碰撞试验要求HIC：无要求胸部加速度：85g骨盆加速度：130g胸骨位移、燃油泄漏：无要求撞击边车门不能脱离；非撞击边车门关闭。2. 静态压缩试验要求无座椅时：初始阻力 2250 磅，中间阻力 3500 磅，峰值 7000 磅。有座椅时：初始阻力 2250 磅，中间阻力 4375 磅，峰值 12000 磅。试验：1. 欧洲侧撞假人。可变形的移动壁，有避免 2 次碰撞的装置。移动壁中心线与汽车的中心线垂直。2. 碰撞点：移动壁的中心通过座

16、椅的 R 点，偏差为 25mm。3. 碰撞速度 501km/h试验：1. 可变形移动壁碰撞试验，美国侧撞假人。速度：33.5mph(53.9km/h)。碰撞方式：27 度接近，90 度碰撞面接触。变形移动壁左边缘距离轴距轴心点 37 英寸。若车轴距大于 114 英寸，则为前轴后面20 英寸。(误差2 英寸)离地间隙：11 英寸(279mm)2. 侧面静压试验表8编号内 容发布年度12防止转向机构对驾驶员伤害的认证规定69 年29商用车辆驾驶室乘员防护认证规定74 年32追尾碰撞中被撞机动车辆结构特性认证规定75 年33正面碰撞中被撞机动车辆结构性能认证(不包括转向轮中心在全车长 1/4 内的汽

17、车)75 年94前碰撞乘员防护认证规定95 年95侧撞乘员防护认证规定95 年34*燃油系统完整性规定79 年欧洲整车碰撞安全性法规3.我国汽车碰撞法规状况 安全标准分为两类安全标准分为两类： 一类是国际强制性国际强制性法规法规，主要有美国的FMVSS和欧盟的ECE两大体系，其它国家的技术法规大多是参照这两个法规体系来制定的（中国的强制性碰撞试验标准GB115512003、GB20071-2006）。 另一类试验标准则是以欧洲的EURO-NCAP、ADAC和美国的IIHS-NCAP为代表，它们是比政府更为独立的测试机构，在具体的实验项目、强度、规程和技术等方面比国家强制法规更为严格。3.我国汽

18、车碰撞法规状况3.我国汽车碰撞法规状况强制性标准起步于90年代初，95年逐步实施标准体系以ECE/EC为参照安全 环保 节能 防盗安全标准：主动，被动，一般我国汽车强制性标准体系框架安全法规现状05年汽车强制性法规84项。包括汽车整车、摩托车、发动机、电器、坐椅、安全带等。GB11551汽车正面碰撞乘员保护99年10月正式出台强制要求M1类车型：2000.4.1新生产车2002.7.1在用车2003.1.1 微型客车，M1类所有车型M19座以下乘用车已经制订GB1589-2004道路车辆外廓尺寸、轴荷及质量限值，2005年4月1日执行。缺陷汽车产品招回管理规定2004年3月12日颁布，10月1

19、日实施GB20071-2006侧撞乘员保护规定，2006年7月1日 实施，M1,N1(3.5T以下)GB20072-2006乘用车后碰撞燃油系统安全要求， 2006年7月1日 实施乘用车正面偏置碰撞的乘员保护（行业推荐标准OFFSET40%）试验方法实车碰撞试验(FULL-SCAL TEST)台车模拟碰撞试验（SLED TEST）正面碰撞法规GB115512003主要内容实验设施:场地、碰撞壁试验假人（DUMMY）50%HYBRID3车辆准备整备质量，油箱90%水，车辆的动力：不能靠自身驱动，任一方向不能偏离15CM碰撞速度：50-2KM/H，90度角主要要求碰撞速度：50-2km/h，90度

20、角测点：假人头部3向加速度、胸部变形量大腿轴向力、B柱下纵向加速度乘员头部伤害 HPC1000 正面碰撞乘员保护主要评价指标乘员胸部伤害 ThPC75mm乘员大腿伤害 FPC10kN碰撞过程中门不能撞开，也不能由于碰撞而锁上。每排至少有一个门不使用工具能将门打开。释放约束系统的力60N。假人能顺利移出。燃油泄漏量150g/5min。GB 20071-2006汽车侧面碰撞的乘员保护标准2006年7月1日实施主要要求碰撞速度：501km/h， 90度角移动壁障，变形吸能蜂窝铝测点：假人头部、胸部变形量骨盆、腹部GB xxxx-xxxx 汽车侧面碰撞的乘员保护标准编制说明目前国际上侧面碰撞法规还没有

21、统一，主要有美国FMVSS 214和欧洲ECE R95两种侧面碰撞方式。美国是最早执行汽车侧面碰撞保护法规的国家，1990年10月FMVSS214在美国颁布执行；之后，在1995年10月，欧洲也制定了相应的汽车侧面碰撞法规ECER95，到1998年10月1日侧面碰撞的欧洲指令96/27/EC强制执行；日本的侧面碰撞法规采用了与欧洲相同的碰撞方式，1998年将侧面碰撞法规正式纳入日本保安基准。GB xxxx-xxxx 汽车侧面碰撞的乘员保护标准编制说明目前美国、欧洲现有的侧面碰撞试验方法存在较多的不同之处：碰撞形态不同移动壁障的台车质量、尺寸以及吸能块尺寸、形状、性能不同试验用侧碰假人不同碰撞速

22、度不同碰撞基准点的位置不同乘员伤害指标不同。侧面碰撞法规的国际协调化活动是目前IHRA的主要工作之一。头部 HPC1000 HPC = ( t2 1t ) 1 t2 1tt1 dt 侧撞主要评价指标粘性指标VC 1.0m/S骨盆性能指标PSPF 6KN腹部性能指标APF 2.5KN碰撞过程中门不能开启，也不能由于碰撞而锁上。碰撞试验后不使用工具应能打开足够数量的门。假人能顺利移出。燃油泄漏速度30g/min。2.5t2 胸部 RDC42mm GB20072-2006乘用车后碰撞燃油系统安全要求依据：ECER34(35-38km/h) 避免由车辆燃油装置泄漏引起火灾，保护车内乘员的生命安全要求：

23、502km/h，泄漏速率小30g/m4.汽车碰撞行人保护法规背景欧共体指令74/483/EECEEC在中国和其他国家交通事故中有比较大的行人伤亡。日本已实行行人保护法规行人保护试验内容及评价指标保险杠试验发动机盖前缘试验(对此项争议很多)发动机盖上表面试验试验参数V=40 Km/hm=13.4 kgV=f(a, b) 2040Km/hm=f(a, b) 1015kgV=40 Km/hm儿童=2.5 kgo=50WAD=10001500mmm成人=4.8 kgo=65WAD=15002100mm注：WAD:沿汽车的纵轴线从保险杠下端到风挡玻璃外部轮廓线的距离评价指标o膝部弯曲角15膝部剪切位移6

24、mm小腿加速度150g碰撞冲击力4KN碰撞弯矩a220NmHPC1000行人碰撞保护行人保护试验内容及评价指标保险杠试验发动机盖前缘试验发动机盖上表面试验试验参数V40 Km/hm=13.4kgV=f(a,b) 2040Km/hm=f(a,b) 1015KgV=40Km/hm 儿童2.5kg0 = 50WAD=10001500mmm 成人4.8kg0 = 65WAD=150021000mm评价指标0膝部弯曲角 15膝部剪切位移 6mm小腿加速度 150 g碰撞冲击力 4 KN碰撞弯矩 220 NmHPC 1000表 3-1 行人保护碰撞试验简介试验方法评价内容评价指标(V=40km/h)1.

25、小腿冲击锤2. 大腿冲击锤3. 头部冲击锤-膝关节弯曲角度膝关节剪切位移胫骨顶端的加速度碰撞力弯矩头部损伤值(HPC)至少在 9 个容易造成损伤的部位进行试验 15O 6 mm 150 g 4 kN 220Nm 10005.汽车安全性研究展望台车模拟碰撞试验 台车环境要尽量接近真车情况 台车结构要有足够的刚度 要有能够产生不同波形的缓冲吸能装置 冲撞型 发射型试验测试技术电测量图象测量电测量系统电测量系统包括传感器、放大器、低频滤波器、数据采集系统和数据处理器等。各种仪器的配置线路，见图5-1。用于碰撞试验的电测量系统由于碰撞试验的特殊性要有特殊的要求：碰撞试验中所测量的信号主要是脉冲信号，对

26、电测量系统的低频性能要求比较高。碰撞试验中使用的各种传感器的量程范围要大。碰撞试验对测量仪器的耐冲击特性要求也较高。图像运动分析系统图像运动分析技术是图像处理技术和摄影测量技术以及人工智能技术交织的一门边缘科学技术，即对物体的运动用图像处理的方法进行解析，实现定性分析和定量的动态摄影测量。图像运动分析作为一种非接触性运动测量技术，已被广泛地应用于发射试验的弹道测试，流体形态测试，以及生物学过程分析等工程领域。汽车碰撞过程是一个瞬间的冲击过程，由于此过程时间短，变形大，使用电测量方法很难全面地了解试验过程中结构件的动态变形过程，乘员的运动形态等。通过图象实现位移和变形的测量是最佳选择。碰撞中乘员

27、伤害原因及对策一次碰撞一次碰撞汽车与外部事物之间的碰撞二次碰撞二次碰撞：乘员受到伤害的原因乘员与汽车内部结构之间的碰撞 1、结构变形并侵入乘员生存空间 2、由于惯性作用与内部结构的冲撞采取的基本措施汽车结构：碰撞部位的变形吸能好乘员保护：安全带、气袋、吸能转向管柱系统安全性研究的目的汽车结构耐撞性汽车结构耐撞性提高汽车的结构安全性提高乘员保护系统的效果乘员约束系统的参数匹配乘员约束系统的参数匹配合理的匹配可以充分发挥其保护效果不合理的匹配会造成更大的伤害 乘员约束系统乘员约束系统请同学例举知道请同学例举知道的约束内容的约束内容乘员约束系统的研究方法试验研究方法台架冲击试验台车碰撞试验实车碰撞试验计算机模拟研究方法多刚体动力学法动态大变形非线性有限元法乘员约束系统的优化匹配乘员约束系统的优化匹配过程：1.2.3.4.利用PAM-CRASH软件软件建立系统的有限元模型通过台车碰撞试验验证模型的有效性运用试验设计方法对设计参数进行优化匹配通过台车试验对改进方案进行验证