某车型多种正面碰撞安全性能性分析

周洋 樊海龙

摘 要：实际生活中的正面碰撞事故往往形式复杂，因此，文章结合2018版C-NCAP和C-IASI两大规程中规定的工况以及生活中常见的正碰事故类型情况，通过仿真分析总结了某车型在四种正面碰撞工况下的安全性能，能够为全面研究汽车正面碰撞的安全性能提供参考借鉴。

关键词：正面碰撞;C-NCAP;C-IASI;安全性能

中图分类号：U467  文献标识码：B  文章编号：1671-7988（2020）06-93-03

Abstract： Frontal impacts in life are often complex， therefore， by combining the working conditions specified in two major regulations of the 2018 edition of C-NCAP and the C-IASI as well as a common collision accident in daily life， this paper analyzes and summarizes the safety performance of a vehicle in four frontal collision conditions， which is able to provide a reference for researching the overall frontal impact safety performance.

Keywords： Frontal impacts; C-NCAP; C-IASI; Safety performance

CLC NO.： U467  Document Code： B  Article ID： 1671-7988（2020）06-93-03

前言

近年来我国汽车工业发展势头强劲，2017年累计有33352万辆机动车在公安交通管理部门注册登记，其中新车数量达到2813万辆，创造历史新高[1];但同时，随着车流量的增大，中国近几年的交通事故也不断增多，已成为全球道路交通安全事故最多的国家之一[2]。据美国公路交通安全管理局（NHTSA）的分析，正面碰撞事故在常见的事故类型中，在数量占比和事故致死率这两方面均居首位[3]。

考虑到我国路况复杂，行人量大，车种繁多的国情背景[4]，本文依据2018版C-NCAP和C-IASI“中保指数”的规定和要求，在100%正碰和40%正碰两种较为传统和典型的碰撞工况基础上，再增加更为严苛且常见的25%正碰和正面柱碰的工况，结合四种工况对某车型的多种正面碰撞安全性能进行分析。

1 多种正面碰撞工况有限元建模

为提高效率，本文选用美国国家碰撞中心（NCAC）通过逆向工程建立并公布的2010版Yaris整车有限元模型[5]，如图1所示。该模型共有917个部件，1514068个单元，总质量为1.25吨。

以此整车有限元模型为基础，载入刚性壁障和设定边界条件等参数，分别搭建起四种工况下的正面碰撞有限元模型，如图2所示。

2 多工况安全性能分析

在事故发生时，车体能否通过前端结构的合理溃缩大幅吸收碰撞能量，从而降低車体加速度和减小乘员舱侵入量，是评价汽车安全性能高低的重要原则。

本文具体从B柱下端加速度、门框变形量、转向管柱侵入量和前围板侵入量四个指标评价某车型100%正碰安全性能，其仿真结果如图3所示。

对40%正碰工况，结合工程经验，本文从B柱下端加速度、转向管柱侵入量和前围板侵入量三个指标做出评价，其仿真结果如图4所示。

根据C-IASI试验和评价规程要求，结合撞击后乘员舱内10个位置的侵入量，以乘员舱结构完整性综合评价25%正碰安全性能。读取仿真结果中乘员舱各测量点侵入量数据，并与等级评价参考值进行对比后得图5。

对于正面中心柱碰工况，国内外均没有出台相关的法规规范对其安全性能做出要求，仅IIHS在2008年对该种工况进行了探索试验研究[6]。本文参考2018版C-NCAP中100%正碰试验评价要求，对B柱下端加速度、转向管柱侵入量和前围板侵入量三个指标做出评价，如图6所示。

由上述结果可知，该车型100%正碰、40%正碰安全性能均不能满足2018版C-NCAP五星要求，在此传统正面碰撞工况中，前围板侵入量结果比较恶劣，应考虑针对车体前端的局部结构进行加强，以减少碰撞能量向前围板区域传递;25%正碰在C-IASI评价等级为“一般”，表现较差，由于车体前端结构整体吸能严重不足，整体碰撞结果极为恶劣，应考虑加强车体前端结构，同时增加压溃吸能件;将正面柱碰工况与100%正碰工况进行比对，可看出表征车体加速度的参数——B柱下端加速度过大，预计对车体前端结构进行改进即可达到优化效果。

3 总结

本文通过从100%正碰、40%正碰、25%正碰、正面柱碰四种工况分析了某车型的正面碰撞安全性能，总结出导致其在多种正面碰撞下安全性能较差的原因是车体前端结构在碰撞过程中吸能不足，并从加强前端结构，增加压溃吸能件等方面提出了优化意见。

参考文献

[1] 中国产业信息网[EB/OL].https：//m.chyxx.com/view/649553.html.

[2] 易超.小重叠偏置碰撞安全研究[D].江苏：南京理工大学，2009.

[3] 刘晓辉.我国道路交通事故特征分析研究[J].科学之友，2013，12： 130.

[4] U.S.Development of Transportation. Traffic Safety Faces 2003：A Compilation of Motor Vehicle Crash Data from the Fatality Analysis Reporting System and the General Estimates System[R].United States， Washington D.C：NHTSA Report HS-809775，2005.

[5] National Crash Analysis Center Library. http：//www.ncac.gwu. edu/ vml/models.html.

[6] Hong S-W， Park C-K， Mohan P.A study of the IIHS frontal pole im -pact test[J].SAE technical paper：2008-01-0507.