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乘员速度判据

时间:2022-09-30 百科知识 版权反馈
【摘要】:为了在子系统分解时进一步应用上述结论,我们继续细分能量,分界点为车体压缩的完成时刻tv,以便于进行约束系统子系统分解的能量管理分析。设在时刻tv,乘员相对于车体的位移为Dov1,速度为v1,约束系统的能量以tv为分界点划分为Er1和Er2,见图4.22。在tv时刻之前,乘员的总位移为:在附录Ⅳ的统计数据中,53款车型的胸部绝对速度与时间的平均曲线见图4.24,绝对速度与时间的积分即胸部的绝对位移。

为了在子系统分解时进一步应用上述结论,我们继续细分能量,分界点为车体压缩的完成时刻tv,以便于进行约束系统子系统分解的能量管理分析。设在时刻tv,乘员相对于车体的位移为Dov1,速度为v1,约束系统的能量以tv为分界点划分为Er1和Er2,见图4.22。虽然这些物理量不是设计过程中的易控制变量,但在性能测试过程中是易于观察的指标,同时对系统解析很有帮助。

Eo为乘员初始动能:

图4.22 用tv分解约束系统能量

tv时刻之前,乘员的动能变化是约束系统与车体变形重叠吸能之和:

现在想观察车体压缩结束时乘员的绝对速度v1和Erd之间的关系。

设在tv时刻,乘员相对于车体的位移为D1

将v0=15.56m/s及平均值压缩量C=0.65m等初始参数代入,可得:

重叠吸能效率随D1变动的分布关系如图4.23所示。

我们已经找到了D1与Erd之间的确定性关联,下面观察D1与v1之间的关系。在tv时刻之前,乘员的总位移为:

可由此寻找v1的表达式。

在附录Ⅳ的统计数据中,53款车型的胸部绝对速度与时间的平均曲线见图4.24,绝对速度与时间的积分即胸部的绝对位移。在胸部速度未降低至0前,速度与时间曲线的面积可以近似简化为梯形加上一个半弦部分的面积和。

图4.23 重叠吸能效率随D1变动的分布关系

图4.24 胸部绝对速度与时间的平均曲线

刚性壁碰撞中,安全带预紧器的起爆时间一般在14~18ms,再从火药点爆到织带回拉一般需要4ms的时间,整体作用时间大约为20ms,故胸部的绝对速度在前20ms内基本保持不变,可以将约束系统与乘员之间的接触时间tc平均值定为20ms。初速度为15.6m/s,面积S1

S3的面积形状类似于一个半弦的面积,与tv间存在一定关系。为了简化求解,通过数据统计,可以获得一个NCAP试验条件下的S3与tv之间的近似关系曲线:

因此

将式(4.43)代入,并从附录Ⅳ试验统计结果中取平均C值=0.66m,ESW=22g,tv=0.07ms,可得:

式中,Erd的单位为J/kg。公式(4.49)的分析结果与附录Ⅳ的统计结果对比见图4.25。二者之间的吻合度较好,因此我们把v1当作控制重叠吸收能量的第三种判据。

图4.25 速度v1与重叠吸收能量之间的关系

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