汽車正面碰撞試驗(yàn)用人形試驗(yàn)裝置(H-Ⅲ女性)校準(zhǔn)規(guī)范

1汽車正面碰撞試驗(yàn)用人形(H-l|I女性)試驗(yàn)裝置校準(zhǔn)規(guī)范本規(guī)范適用于汽車正面碰撞試驗(yàn)用混合III型第5百分位人形(女性)試驗(yàn)裝置的校準(zhǔn)(以下簡(jiǎn)稱H-III女性假人)。ISO6487道路車輛碰撞試驗(yàn)測(cè)量技術(shù)儀器設(shè)備(RoadVehicles-measurementtechniquesinimSAEJ211-1碰撞試驗(yàn)儀器第一部分電子儀器(InstrumentaCalibrationPro3.2通道頻率等級(jí)channel23.3零時(shí)刻Time-zero擺錘撞擊面與蜂窩鋁撞擊面初始接觸的時(shí)刻，此時(shí)所有數(shù)據(jù)通道的時(shí)間定義為零位(即所有校準(zhǔn)參數(shù)時(shí)間都統(tǒng)一設(shè)為零)。術(shù)語(yǔ)3.1、3.2引用GB11551《汽車正面碰撞的乘員保護(hù)》附錄D4概述H-III女性假人其大小和質(zhì)量代表第5百分位的成年女性。該裝置是由與真實(shí)人體一一對(duì)應(yīng)的頭部、頸部、胸部、上臂、軀干、骨盆、腿、鞋、外衣的人體傳感器、位移傳感器等器件，測(cè)量汽車正面碰撞過(guò)程中被測(cè)部件的加速5.1通用技術(shù)要求H-III女性假人主要外形部件尺寸及質(zhì)量見(jiàn)附錄C及附錄D5.2計(jì)量特性H-III女性假人計(jì)量特性見(jiàn)表1.序號(hào)12“D”平面旋轉(zhuǎn)角度p-plme的峰值“D”平面旋轉(zhuǎn)角度?-Plme的峰值345365校準(zhǔn)條件6.1校準(zhǔn)環(huán)境條件校準(zhǔn)環(huán)境條件見(jiàn)表2。校準(zhǔn)項(xiàng)目溫度(℃)相對(duì)濕度(%)頭部6.2校準(zhǔn)用儀器設(shè)備設(shè)備名稱測(cè)量范圍數(shù)據(jù)通道記錄儀12bit及以上頻率響應(yīng)：4角位移傳感器線性度≤0.5°角位移傳感器線性度≤0.5'位移傳感器(3)(胸部用)線性度≤0.5%F.S.位移傳感器(膝部用)線性度≤0.5%F.S.士(0°~45°)分辨力：0.1°,MPE=±0.2°。1級(jí)注1表3所列為主要標(biāo)準(zhǔn)器，各項(xiàng)目的配套設(shè)備在條款7校準(zhǔn)前準(zhǔn)備中詳細(xì)描述。2六分量力傳感器指同時(shí)測(cè)量三向力三向力矩的傳感器3計(jì)算公式見(jiàn)附錄F6校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法各校準(zhǔn)對(duì)象安裝完畢需在實(shí)驗(yàn)室里靜置4小時(shí)以上。每個(gè)校準(zhǔn)項(xiàng)目除有特殊說(shuō)明，二次校準(zhǔn)間隔30分鐘以上。7.1.1.1頭部跌落臺(tái)：臺(tái)面水平鋼板長(zhǎng)和寬均為610mm±10mm,厚50.8mm±2mm,水平度(見(jiàn)圖4),快速釋放機(jī)構(gòu)盡可能快速釋放。7.1.1.2頭部支撐繩索：小于0.025kg。7.1.1.3加速度傳感器通道設(shè)置頻率等7.1.2.1被校對(duì)象由頭部組件安裝三向加速度傳感器組成。頭部組三軸加速度傳感器(或三個(gè)加速度傳感器帶安裝塊)以及安裝螺栓組成(見(jiàn)圖2),在頭部重心處安裝三軸加速度傳感器(或三個(gè)加速度傳感器帶安裝塊)。57.1.2.2將頭部組件與頭部支撐繩索連接，并將繩索安裝到快速釋放機(jī)構(gòu)上。頭骨孔中心線與水平剛性板表面平行，誤差小于1°。頭部最低點(diǎn)距離水平剛性板表面376.0mm±1.0mm。(如圖3、圖4)頭骨中心線水平鋼板6圖4頭部懸吊高度示意圖不符合時(shí)應(yīng)修補(bǔ)或更換。被校對(duì)象應(yīng)置于符合表2規(guī)定的環(huán)境條件中至少4小時(shí)。如圖4所示將頭部總成懸吊起來(lái)，確保頭部的Y方向處于水平，同時(shí)確保H-III女性假下并撞擊受沖擊表面(水平鋼板),避免頭部組件與受沖擊表面間的二次碰撞(一般采用發(fā)生碰撞后及時(shí))。從加速度采集通道得出測(cè)量結(jié)果。所有結(jié)果需要符合表1計(jì)量特性的要求7.1.5.1合成加速度ag的峰值：頭部重心處的三向合成加速度ag的峰值。77.2頸部彎曲、拉伸特性校準(zhǔn)7.2.1校準(zhǔn)前準(zhǔn)備7.2.1.1頸部沖擊擺臂裝置：由正方型結(jié)構(gòu)鋼管制作，邊長(zhǎng)76.2mm,壁厚4.8mm?？傞L(zhǎng)1657.4mm(見(jiàn)圖5)。頸部組件安裝平板質(zhì)量為0.205kg±0.05kg。釋放機(jī)構(gòu)可以使擺錘盡可7.2.1.2校準(zhǔn)用蜂窩鋁密度28.2kg/m3,厚度76.2mm。7.2.1.3角度傳感器通道設(shè)置頻率等級(jí)CFC60濾波。7.2.1.4加速度傳感器通道設(shè)置頻率等級(jí)CFC180濾波。7.2.1.5力傳感器通道設(shè)置頻率等級(jí)CFC1000濾波。7.2.1.6力矩傳感器通道設(shè)置頻率等級(jí)CFC600濾波。8捏臂碰撞癥(76.2mmx152.4rmx9.5mmY圖5剛性擺臂安裝示意圖7.2.2.2將頸部組件安裝在剛性擺臂上。確保擺臂靜止時(shí)H-II女性假人頭部“D”平面與擺90%~100%面積接觸9圖6頸部彎曲安裝示意圖圖7頸部拉伸安裝示意圖如圖6、圖7所示，在H-Ⅱ女性假人頭部安裝頸部載荷傳感器，測(cè)量上頸部力F和上頸7.2.4.1被校對(duì)象外觀應(yīng)無(wú)損壞，其大小、質(zhì)量應(yīng)符合附錄C、附錄D的要求，應(yīng)修補(bǔ)或更換。被校對(duì)象應(yīng)置于表2規(guī)定的環(huán)境條件中至少4小時(shí)。7.2.4.2安裝好頸部組件和全部傳感器后，在擺臂自然垂直狀態(tài)下，調(diào)整兩個(gè)角度傳感器其自由下落并撞擊蜂窩鋁塊，避免發(fā)生二次碰撞。擺臂運(yùn)動(dòng)過(guò)程須滿足表4要求，從角度傳頸部彎曲頸部拉伸(測(cè)量位置為擺錘的軸線處)10ms時(shí)擺錘速度20ms時(shí)擺錘速度30ms時(shí)擺錘速度所有結(jié)果需符合表1要求心線位于H-II女性假人肋骨中心線(第三根肋骨)以下12.7圖8胸部校準(zhǔn)安裝示意圖7.3.3.1在擺錘上沿其中軸線安裝單軸加速度傳感器，敏感軸方向指向碰撞方向，測(cè)量擺錘加速度acst。7.3.3.2在H-Il女性假人胸部安裝胸部位移傳感器，壓縮為負(fù)方向，測(cè)量胸部位移Do。7.3.4.1被校對(duì)象應(yīng)做外觀檢查以確定其是否損壞，其大小、質(zhì)量應(yīng)符合附錄C、附錄D要求，不符合時(shí)應(yīng)修補(bǔ)或更換。被校對(duì)象應(yīng)置于表2規(guī)定的環(huán)境條件中至少4小時(shí)。7.3.4.2連接設(shè)備，啟動(dòng)數(shù)據(jù)通道記錄儀，釋放釋放機(jī)構(gòu)，將擺錘以6.71m/s±0.12m/s碰撞速度(測(cè)量位置為擺錘的軸線處)沖擊H-IIl女性假人胸部，采集通道數(shù)據(jù)，從位移傳感器所有結(jié)果需要符合表1計(jì)量特性的要求7.4.1.1軀干彎曲裝置：能夠?qū)-III女性假人軀干沿人體正中矢量方向彎曲的校準(zhǔn)設(shè)備，將H-III女性假人固定在校準(zhǔn)設(shè)備上(見(jiàn)圖9)。7.4.1.2角度傳感器通道按照四階巴特沃斯濾波，截止頻率變化量2dB。7.4.2.1整個(gè)假人水平安置于金屬臺(tái)面，下腿部調(diào)節(jié)至松弛狀態(tài)或者拆卸，用骨盆安裝支架固定在金屬臺(tái)面上，安裝負(fù)載連接支架，調(diào)節(jié)H-II女性假人軀干坐姿如圖9所示。全屬臺(tái)面圖9軀干安裝示意圖時(shí)力值Fy。7.4.4.1被校對(duì)象應(yīng)置于表2規(guī)定的環(huán)境條件中至少4小時(shí)。曲三次后此姿態(tài)保持30分鐘，隨后釋放，卸去骨盆安裝支架，2分鐘后測(cè)量初始角度，即初錄10秒內(nèi)的最大力值。結(jié)果需要符合表1計(jì)量特性的要求7.5.1.1膝部沖擊校準(zhǔn)設(shè)備：膝部沖擊擺錘質(zhì)量2.99kg±0.023kg,直徑76.2mm±0.25mm(如7.5.2安裝要求調(diào)節(jié)小腿角度使小腿與水平方向呈66°±1°夾角，腿部不應(yīng)與任何地方接觸(如圖10)圖10膝部沖擊安裝示意圖7.5.4.1被校對(duì)象應(yīng)做外觀檢查以確定其是否損壞，其大小、質(zhì)的要求，不符合時(shí)應(yīng)修補(bǔ)或更換。被校對(duì)象應(yīng)置于實(shí)驗(yàn)室環(huán)境條件中至少4小時(shí)。7.5.4.2連接設(shè)備，啟動(dòng)數(shù)據(jù)通道記錄儀，將擺錘以2.10m/s±0.03m/s的碰撞速度(測(cè)量位置為擺錘的軸線處)沖擊膝部，從加速度傳感器采集通道獲得膝部沖擊加速度，通過(guò)計(jì)算F=0.00980665×Mknax×axage——擺錘加速度，g;7.6.1.1膝部位移沖擊裝置：膝部位移沖擊擺錘質(zhì)量7.26kg±0.09kg,直徑76.2mm±0.25mm(如圖11)。擺錘由6根剛性鉸鏈懸吊連接水平安裝，擺錘水平零時(shí)刻時(shí)中大腿力傳感圖11膝部位移安裝示意圖將緩沖支架和位移傳感器安裝在膝部組件上，再將膝部組件以40.7Nm的緊固力矩安裝在大腿力傳感器或替代件上并保持水平，允許偏差±0.5°(如圖11)7.6.3膝部位移測(cè)點(diǎn)布置在膝蓋內(nèi)部安裝位移傳感器，測(cè)量膝部位移值Dxne。必要時(shí)，被校對(duì)象應(yīng)置于實(shí)驗(yàn)室環(huán)境條件中至少4小時(shí)。7.6.4.2連接設(shè)備，啟動(dòng)數(shù)據(jù)通道記錄儀，將擺錘以2.75m/s±0.05m/s的碰撞速度(測(cè)量位置為擺錘的軸線處)沖擊膝部組件，測(cè)量大腿軸向膝部位移值。在沖擊過(guò)程中確保擺錘沒(méi)有膝部位移Dza為-12.7至-15.5mm8.2各部位校準(zhǔn)結(jié)果應(yīng)在校準(zhǔn)證書(shū)或校準(zhǔn)報(bào)告上反映。校準(zhǔn)證書(shū)或校準(zhǔn)報(bào)告至少應(yīng)包括以下a)標(biāo)題，“校準(zhǔn)證書(shū)”或“校準(zhǔn)報(bào)告”;1)校準(zhǔn)證書(shū)或校準(zhǔn)報(bào)告簽發(fā)人的簽名、職務(wù)，以及簽發(fā)日期；溫度(℃):相對(duì)濕度(%):校準(zhǔn)日期校準(zhǔn)結(jié)果相對(duì)擴(kuò)展測(cè)量不確定度合成加速度(g)2.頸部彎曲溫度(℃):相對(duì)濕度(%):擺錘速度(m/s)10ms時(shí)擺錘減速度(m/s)20ms時(shí)擺錘減速度(m/s)30ms時(shí)擺錘減速度(m/s)校準(zhǔn)日期校準(zhǔn)結(jié)果相對(duì)擴(kuò)展測(cè)量不確定度“D”平面旋轉(zhuǎn)角度峰值(°)值(N*m)3頸部拉伸校準(zhǔn)結(jié)果相對(duì)擴(kuò)展測(cè)量不確定度“D”平面旋轉(zhuǎn)角度峰值(°)值(N*m)溫度(℃):相對(duì)濕度(%):擺錘速度(m/s)10ms時(shí)擺錘減速度(m/s)20ms時(shí)擺錘減速度(m/s)30ms時(shí)擺錘減速度(m/s)校準(zhǔn)日期4胸部沖擊溫度(℃):相對(duì)濕度(%):速度(m/s)項(xiàng)目校準(zhǔn)結(jié)果相對(duì)擴(kuò)展測(cè)量不確定度“-58~-50mm”位移變化時(shí)刻沖擊力(N)“-50~-18mm”位移變化時(shí)刻沖擊力(N)胸部位移峰值(mm)5膝部沖擊溫度(℃):相對(duì)濕度(%):速度(m/s):項(xiàng)目沖擊力峰值(N)6軀干彎曲校準(zhǔn)溫度(℃):相對(duì)濕度(%):平均速度(deg/s):項(xiàng)目初始角度(°)回轉(zhuǎn)角度(°)最大角度時(shí)力值(N)校準(zhǔn)證書(shū)內(nèi)頁(yè)1.頭部跌落校準(zhǔn)結(jié)果相對(duì)擴(kuò)展測(cè)量不確定度合成加速度(g)2.頸部彎曲校準(zhǔn)結(jié)果相對(duì)擴(kuò)展測(cè)量不確定度“D”平面旋轉(zhuǎn)角度峰值(°)頭頸部鏈接力矩峰值(N*m)3頸部拉伸校準(zhǔn)結(jié)果相對(duì)擴(kuò)展測(cè)量不確定度“D”平面旋轉(zhuǎn)角度峰值(°)值(N*m)項(xiàng)目校準(zhǔn)結(jié)果相對(duì)擴(kuò)展測(cè)量不確定度“-58~-50mm”位移變化時(shí)刻沖擊力(N)“-50~-18mm”位移變化時(shí)刻沖擊力(N)胸部位移峰值(mm)校準(zhǔn)結(jié)果相對(duì)擴(kuò)展測(cè)量不確定度沖擊力峰值(N)校準(zhǔn)結(jié)果相對(duì)擴(kuò)展測(cè)量不確定度初始角度(°)回轉(zhuǎn)角度(°)最大角度時(shí)力值(N)附錄C表C.1正碰撞女性(5%)H-III女性假人尺寸表尺寸(mm)允差A(yù)整體坐姿高度B肩關(guān)節(jié)離坐平面高度CDE肩關(guān)節(jié)到背平面距離F大腿厚度GH頭骨后側(cè)到背平面距離I肩部到肘部距離J肘部下側(cè)到坐平面高度KL士10.2M土12.7N小腿后側(cè)到背平面距離0胸部厚度(不包括皮膚)P足部長(zhǎng)度RS頭部寬度T頭部深度U臀部寬度V肩部寬度W足部寬度X頭圍Y胸圍(包括皮膚)Z腰圍正碰撞女性(5%)H-III女性假人部件質(zhì)量圖D1H-III女性假人部件示意圖表D.1H-III女性假人部件質(zhì)量表部件名稱質(zhì)量(kg)頭部頸部上軀干(含皮膚)下軀干上臂(一個(gè))下臂(一個(gè))手(一個(gè))大腿(一個(gè))小腿(一個(gè))腳(一個(gè))總計(jì)用于提供沖擊輸入能量的頭部跌落裝置、測(cè)量加速度量值的傳感器，以及數(shù)據(jù)處理(算法)組成。跌落試驗(yàn)裝置輸入沖擊能量，被試件(頭部)按照一定方式安裝、跌落并吸收一定的能量后，其輸出的加速度響應(yīng)由測(cè)量傳感器(配套信號(hào)適調(diào)儀)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)并經(jīng)數(shù)據(jù)采集變D.3不確定度的來(lái)源(1)頭部跌落試驗(yàn)裝置(2)測(cè)量傳感器(配套信號(hào)適調(diào)儀)(3)數(shù)據(jù)采集(4)算法(5)重復(fù)性當(dāng)水平度為0.5°,表面平面度為0.054mm時(shí)，若假定二者引起的跌落高度變化為5.3mm,標(biāo)其在跌落沖擊過(guò)程中吸收的能量變化為0.001%,被試件(頭部)所獲取的能量變化為0.001%*147.4/4.565≈0.03%,其引入的相對(duì)不確定度為0.03%。其中鋼板的質(zhì)量為147.4kg,頭部及其支撐繩索兩者的質(zhì)量為(4.54+0.025)kgD.4.4頭部跌落試驗(yàn)裝置的鋼板表面硬度、粗糙度引入的相對(duì)不確定度鋼板表面硬度變化會(huì)影響碰撞過(guò)程中能量的分配，影響加速度度峰鋼板粗糙度會(huì)引起沖擊加速度波形的信噪比變差，影響加速度度峰D.4.5溫度、濕度影響被試件引入的相對(duì)不確定度校準(zhǔn)時(shí)，頭部本身對(duì)溫度、濕度要求嚴(yán)格，校準(zhǔn)時(shí)要求溫度在(18.9～25.6)℃,相對(duì)濕度為(10.0~70.0)%RH恒溫恒濕環(huán)境里放置4小時(shí)以上，而且兩次標(biāo)定試驗(yàn)間隔至少為30被試件(頭部)跌落時(shí)的角度會(huì)影響等效跌落接觸面面積，影響沖擊加速度峰值和沖擊D.4.7測(cè)量傳感器(配套信號(hào)適調(diào)儀)引入的相對(duì)不確定度幅值線性度、頻率響應(yīng)、基座安裝方式等，信等，二者通常是作為一個(gè)整體進(jìn)行校準(zhǔn)，校準(zhǔn)證書(shū)給出的不確定度為3.4%,3.5%,3.6%,k取2。由于是三