汽車安全性設(shè)計(jì)課程

汽車安全性設(shè)計(jì)課程

——安全帶汽車碰撞安全實(shí)驗(yàn)室湖南大學(xué)汽車車身先進(jìn)設(shè)計(jì)制造國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室8/14/2024概述安全帶作用原理：當(dāng)碰撞事故發(fā)生時(shí)，安全帶起作用，鎖止機(jī)構(gòu)開始工作，安全帶被鎖緊，而不能自由地從卷收器中抽出，從而將乘員“束縛”在座椅上，力求使乘員的頭部、胸部不至于向前撞到轉(zhuǎn)向盤、儀表板及擋風(fēng)玻璃上，減少乘員發(fā)生二次碰撞的危險(xiǎn)，同時(shí)避免乘員在車輛發(fā)生滾翻等危險(xiǎn)情況下被拋離座椅。

8/14/2024V1代表車的速度，V2代表乘員速度，ΔV代表二次碰撞速度8/14/2024安全帶的應(yīng)用：1907年，2點(diǎn)式安全帶獲得專利1963年，瑞典注冊(cè)了布蓮（NilsBohlin）發(fā)明的“V”字形三點(diǎn)式安全帶。1967年，布蓮在美國發(fā)表了《28,000宗意外報(bào)告》，扭轉(zhuǎn)了美國對(duì)安全帶認(rèn)識(shí)的轉(zhuǎn)變。1971年，澳洲的維多利亞省強(qiáng)制佩戴安全帶1975年，瑞典強(qiáng)制實(shí)施1993年7月，中國對(duì)小型客車的駕駛員和前排乘員強(qiáng)制佩戴安全帶美國現(xiàn)仍有部分州沒有強(qiáng)制實(shí)施8/14/2024防護(hù)效率統(tǒng)計(jì)（Evans）：安全氣囊+安全帶：(56.3±3.2)%，只有安全帶：(48.5±5.5)%

8/14/2024

安全帶對(duì)人體不同部位的保護(hù)效果

a）

b）

8/14/20241——未系安全帶駕駛員2——系安全帶駕駛員3——未系安全帶乘員4——系安全帶乘員8/14/2024分類與結(jié)構(gòu)組成按照安全帶使用的主動(dòng)性，可以分為主動(dòng)型安全帶及被動(dòng)型安全帶兩類；按照安全帶的固定安裝方式，大致可分為三類：兩點(diǎn)式安全帶、三點(diǎn)式安全帶和全背式安全帶。

8/14/2024a）b）c）d）安全帶的種類a）兩點(diǎn)式腰帶b）兩點(diǎn)式肩帶c）三點(diǎn)式d）全背式8/14/2024安全帶的基本結(jié)構(gòu)：由織帶、卷收器、帶扣、上導(dǎo)向器、長度調(diào)整機(jī)構(gòu)、預(yù)緊器和鎖緊裝置等結(jié)構(gòu)組成8/14/2024織帶特點(diǎn)：主要材料是聚酯，寬度一般在48mm左右，厚度一般為1.1～1.2mm；織帶的經(jīng)線編織用的紗及單絲數(shù)值為1260d/96f、1260d/108f和1500d/108f織帶的緯線編織采用的紗及單絲數(shù)值多為500d/96f、630d/72f和630d/96f。8/14/2024一般織帶伸長率可在5％～23％范圍內(nèi)變化

織帶邊緣的形狀為日本、歐洲多采用“3”形狀，而美國產(chǎn)的一些織帶為“]”形狀。

8/14/2024織帶性能要求：有高的強(qiáng)度，一定的延伸性，良好的能量吸收性。另外，為提高帶織物的耐久性，帶織物應(yīng)具有良好的耐磨損性、耐氣候性（寒、熱、水、光、腐蝕）及色牢度。此外，帶織物應(yīng)外觀平整、手感柔軟舒適。

8/14/2024GB11549—1989基本性能要求8/14/2024卷收器功能：在正常情況下，將織帶放長或收短，以適應(yīng)使用者身材的大小肥瘦，一旦使用者將安全帶扣好以后，卷收器可以將過長的織帶收回，讓織帶以適當(dāng)?shù)氖站砹⑹褂谜呃刈?；?dāng)汽車發(fā)生事故時(shí)，卷收器可以在瞬間將織帶鎖起來而不讓它伸展，從而可以拉控固定使用者不致前沖；

調(diào)整織帶長度。8/14/2024卷收器分類：無鎖式卷收器自鎖式卷收器緊急鎖止式卷收器8/14/2024緊急鎖止式卷收器又可分為：織帶拉出加速度敏感式（又稱織帶敏感式）汽車加速度敏感式（又稱車體敏感式）對(duì)上述兩者均敏感的復(fù)合敏感式卷收器鎖止的基本工作原理分兩類：外緣鎖止式中心鎖止式機(jī)構(gòu)

8/14/2024織帶拉扯加速度敏感式鎖止機(jī)構(gòu)1－棘輪止動(dòng)桿2－棘輪3－接合齒圈4－感應(yīng)彈簧5－心軸6－鎖止臂8/14/2024圖6-8車體加速度敏感式鎖止機(jī)構(gòu)1－止動(dòng)爪2－棘輪止動(dòng)桿3－棘輪4－接合齒圈5－感應(yīng)彈簧6－慣性塊7－心軸8－鎖止臂9－同步齒輪10－導(dǎo)向臂11－驅(qū)動(dòng)杠桿12－重塊8/14/2024帶扣的特點(diǎn)：帶扣是既能把乘員約束在安全帶內(nèi)，又能快速解脫的連接裝置，其功用是用以接合或脫開安全帶。

8/14/2024上導(dǎo)向件：功用為使之帶能夠方便的拉出和回收到卷收器中。8/14/2024長度調(diào)整機(jī)構(gòu)特點(diǎn)：長度調(diào)整機(jī)構(gòu)是指為了適應(yīng)乘員的體形調(diào)整織帶長度的機(jī)構(gòu)。8/14/2024設(shè)計(jì)原理8/14/20248/14/20248/14/20248/14/20248/14/20248/14/2024性能試驗(yàn)我國GB14166—1993《汽車安全帶性能要求和試驗(yàn)方法》強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了汽車安全帶的性能指標(biāo)，并提出了檢測安全帶性能的試驗(yàn)方法。8/14/2024安全帶模塊環(huán)境試驗(yàn)：熱、濕、粉塵等性能試驗(yàn)：

靜態(tài)試驗(yàn) 拉伸強(qiáng)力試驗(yàn)機(jī)上測試，（220±20）mm的夾具，預(yù)加200N的初始裁荷。

動(dòng)態(tài)試驗(yàn) 在碰撞試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行，對(duì)三點(diǎn)緊急鎖止式汽車安全帶進(jìn)行總成性能試驗(yàn)時(shí)，要分別對(duì)腰帶加載22300N，對(duì)肩帶加載13300N，對(duì)腰肩帶并用加載26700N，每次測量滾輪移動(dòng)量。

8/14/2024虛擬實(shí)驗(yàn)：利用MADYMO,LS-DYNA等軟件模擬安全帶的靜態(tài)實(shí)驗(yàn)和動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)；關(guān)鍵參數(shù)為：安全帶物理特性參數(shù)、卷收器特性、安裝點(diǎn)位置、上導(dǎo)向件特性等?？煞侄鄤傮w的彈性體模擬拉帶，也可以利用有限元模擬拉帶。8/14/2024MADYMO環(huán)境中的安全帶模型8/14/2024安全帶模型分析

安全帶伸長量與拉力關(guān)系曲線：安全帶的不同等級(jí)值:8/14/2024安全帶模型分析結(jié)論

只有安全帶作用的情況下，安全帶的肩帶和腹帶對(duì)乘員損傷有顯著的影響 隨著肩帶剛度的增加，乘員的HIC值變小，頸部彎矩增加。而對(duì)其他乘員損傷參數(shù)的影響不明顯 隨著腹帶的增加，乘員的HIC值變大，而頸部彎矩等其他參數(shù)變化不明顯。 高剛度肩帶和低剛度腹帶能有效的降低頭部HIC值。低剛度肩帶和低剛度腹帶能有效的降低頸部損傷8/14/2024發(fā)展趨勢汽車座椅安全帶的發(fā)展方向是： 1更好的初始約束特性； 2更好的吸能特性； 3舒適性和方便性。

8/14/2024安全帶的技術(shù)發(fā)展: 預(yù)拉緊器；

限荷器；腰帶部分折疊； 卷收器張力減小裝置；

高度調(diào)節(jié)器；

自動(dòng)緊急鎖