汽车侧面碰撞模拟试验装置
2019-11-22

汽车侧面碰撞模拟试验装置

本发明属于汽车碰撞模拟的技术领域,其可再现汽车侧面碰撞的真实力学环境,可用于汽车车门、安全带、安全锁、安全座椅、安全气囊、汽车内饰物等主动和被动安全产品的性能的检验和改进设计,可也为碰撞环境下人体生物力学研究提供一种手段。汽车侧面碰撞模拟试验装置,由模拟移动障碍壁车上的液压车门吸能器、台车吸能器、制动吸能器构成一套汽车侧碰模拟系统,台车上安装车门运动控制机构和座椅运动控制机构。本发明的有益效果:能比较清晰地反映汽车侧面碰撞中车门、座椅以及车门的运动关系,模拟汽车侧面碰撞过程中主动和被动安全产品等的工作环境,具有模拟精度高,设计程序简单,装置结构紧凑,体积小,易于操作等优点。

4、台车吸能器。

这样,在吸能器和曲线槽的控制下,利用台车可以同时得到车体、座椅、车门在碰撞过程的位移、速度关系,真实地再现汽车侧碰过程中真实环境。不同的车型,只需更换节制杆和凸轮曲线槽。并且由于车门和座椅的运动是通过凸轮曲线槽和拐臂杠杆、滑块等机械机构来实现,能严格地模拟车门和座椅对车体的相对运动,运动的可靠性和重复性都较高。可以说,本装置可同时模拟汽车侧面中的车体、车门和座椅运动位移和速度曲线(含相对运动),并且具有较高的精度和稳定性。

为此,在座椅运动控制摆臂下臂的初始位置0点建立地面固定坐标系xoyWi(Xoi,Yoi)由台车的位移、座椅运动控制摆臂的运动关系AABD和AA^Di,可得:

由于座椅拐臂杠杆下摆臂与上摆臂的转动角度都是A仍,根据下摆臂运动关系,由AB^E、ABAF并注意到位移00'与BB,相等,都是台车在该时刻i台车的位移&,则由座椅拐臂杠杆下摆臂0i的轨迹与台车水平位移\可计算出:

图13为设计的座椅凸轮曲线槽理论轮廓数据图

在汽车设计中,实车侧面碰撞是检验车辆安全性的重要手段,但实车碰撞试验,费用较高,而且不利于获取某一零部件的可靠性和动态力学参数。本发明利用可重复的、接近于实车侧面碰撞的台车模拟装置,其采取了台车车门和座椅凸轮曲线控制机构,模拟汽车侧碰中的车门、座椅和车体的位移、速度和加速度的变化规律,可以真实再现汽车侧面碰撞时车门、座椅、安全带和假人等的动力学过程,并且为侧碰安全气囊、安全带和座椅等不受车辆碰撞影响的产品提供了一个再现车辆侧面碰撞的动力过程。试验费用便宜,对汽车的设计和检验是非常有利的。

3、车门和座椅曲线板

凸轮曲线的设计采用凸轮传动分析的机构单元法,依据实车波形的数据分析处理,完成实车的碰撞加速度数据采集,对采集到的数据进行数据合成,计算凸轮曲线的数据。 以座椅凸轮曲线槽设计为例,如图10所示,设座椅拐臂杠杆的初始位置为AB0,在台车运动某时刻Ti,座椅拐臂杠杆的位置为&8丛。此时,台车运动的位移BBp在吸能器的控制下台车与实车碰撞中的位移相等,这由ZL011019.6.9所述的方法可保证。要使得台车上座椅的水平位移也必须与实车座椅的数据相同,只要台车上的座椅与台车的相对位移ASi与实车及实车座椅上的相对位移A31相同,即可得到模拟效果,而ASi可由实车数据得到。因此,只要座椅拐臂杠杆在该时间内转动一个角度A(j^,即可保证座椅与台车的相对水平位移ASp这一转动角度通过座椅运动控制凸轮曲线槽的形状即可控制,也就是要设计出座椅运动控制摆臂下臂0i的轨迹。

图中:1_固定壁,2-制动吸能器,3-制动吸能器碰撞杆,4-车门、座椅运动导轨,5"车门曲线板,6-车门拐臂杠杆下摆臂,7-车门拐臂杠杆支座,8-车门拐臂杠杆轴,9-车门拐臂杠杆上摆臂,10-车门滑块,11-销轴,12-车门滑块导轨,13-座椅拐臂杠杆上摆臂,14-座椅滑块,15-销轴,16-座椅,17-车门,18-车门吸能器碰撞杆,19-车门吸能器,20-地面,21-模拟移动障碍壁车,22-台车吸能器,23-车门支架,24-座椅支架,25-座椅滑块导轨,26-座椅滑块导轨支架,27-座椅曲线板,28-座椅拐臂杠杆速下摆臂,29-座椅拐臂杠杆轴,30-座椅拐臂杠杆支座,31-车门滑块导轨支架,32-车门支架滚轮轴,33-车门支架滚轮,34-台车,35-车门、座椅曲线板固定座,36-台车、模拟MDB车固定导轨,37-台车滚轮,38-座椅支架滚轮轴,39-座椅支架滚轮,40-座椅滚轮,41-安全带,42-侧碰假人,43-车门架体,44-台车侧滚轮,45-车门、座椅凸轮曲线板固定板,46-车门滚轮,47-车门凸轮曲线槽,48-座椅凸轮曲线槽具体实施方式

3、车门和座椅曲线板

车门曲线板5在台车左右对称布置,如图8所示,固定在地面上。车门曲线板上根据计算数据加工有控制车门支架运动的半封闭车门凸轮曲线槽48,车门拐臂杠杆下摆臂6中的车门滚轮46在该曲线槽中运动。该曲线槽的上表面是工作面。