汽車(chē)車(chē)身結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)-閱讀頁(yè)
2025-03-04 12:41本頁(yè)面
【正文】 痛閾聲壓 20Pa →120dB 48 重慶大學(xué)車(chē)輛工程系 ρ ? 聲強(qiáng)級(jí) 聲強(qiáng)是單位時(shí)間內(nèi)垂直通過(guò)單位面積的聲的能量。 聲強(qiáng)具有方向性。 49 重慶大學(xué)車(chē)輛工程系 ? 響度級(jí)與等響曲線 響度用一數(shù)值來(lái)表示。 ? 等響曲線： △聲壓級(jí)越高，響度級(jí)越大 △對(duì)于同一聲壓級(jí)的聲音，頻率不同，響度級(jí)也不同。 ①人對(duì) 2023（ 1000）～ 5000（ 6000） Hz的聲音最敏感； 500Hz時(shí)，頻 率越低，越不敏感； 如：能聽(tīng)到： 4000Hz 8dB 500Hz 6dB 100Hz 35dB ② 頻率較低且聲壓級(jí)又不太大的區(qū)域，曲線密集。即頻率的影響不大了。在聲學(xué)測(cè)量?jī)x器中設(shè)置頻率計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)，模擬人耳特 性。與人耳聽(tīng) 覺(jué)特性相似。稱(chēng)總聲級(jí) 通常用 A計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)。 ○多孔性吸聲材料。 多孔性吸聲材料對(duì)中、高頻噪聲的吸聲效果好。讓聲能從小孔進(jìn)入 空氣層，空氣層里產(chǎn)生共振而消耗能量。 △由 TL0 ≈20 lg mf – (入射聲波垂直與 單層隔壁 ) 可知：隔壁面密度較大（密度大、厚度大），隔 聲效果較好； 聲音效率越高，隔聲效果越好。（單層壁的振 動(dòng)，增加透過(guò)聲能） △壁上的孔應(yīng)予密封 55 重慶大學(xué)車(chē)輛工程系 ? （ 3）用緩沖減振材料 –瀝青（溫度、強(qiáng)度限制，用的少），橡膠，樹(shù)脂，塑 料，皮革，纖維 …… 56 重慶大學(xué)車(chē)輛工程系 167。汽車(chē)消 費(fèi)者逐步將安全性指標(biāo)作為選擇汽車(chē)的一 個(gè)重要參考因素。應(yīng)使汽車(chē)在碰撞事故中最大限度地 保護(hù)乘員。 ? 二次碰撞 – 車(chē)外行人 ? 由于汽車(chē)對(duì)人體直接碰撞造成 ? 一次碰撞 ? 損傷類(lèi)型 – 機(jī)械損傷、生理?yè)p傷、心理?yè)p傷 ? 乘室內(nèi)人員損傷原因 – 一次碰撞加速度值超過(guò)人體耐受極限 – 外部剛硬物體侵入室內(nèi)，將乘員擠壓傷亡 – 二次碰撞受傷 – 乘室剛性不足產(chǎn)生過(guò)大變形，乘員缺乏生存空間 60 重慶大學(xué)車(chē)輛工程系 ? ? 國(guó)內(nèi)外碰撞機(jī)構(gòu)的組織形式 中國(guó)的汽車(chē)碰撞試驗(yàn)是由政府機(jī)構(gòu)組織 (技術(shù)監(jiān)督部門(mén) )經(jīng)辦的，它要求企業(yè)無(wú)償提供 車(chē)輛來(lái)進(jìn)行，這中間有任何一方有 貓膩 (比如政府官員貪污或企業(yè)行賄 )都會(huì)導(dǎo)致試 驗(yàn)的虛假。 NCAP 不依附于任何汽車(chē)生產(chǎn)企業(yè)，因此試驗(yàn)的結(jié)果具有絕對(duì)的公證性和權(quán)威性。 試驗(yàn)的方法 目前我國(guó)實(shí)施的 GB11551汽車(chē)正碰強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于歐洲 NCAP標(biāo)準(zhǔn)，碰撞實(shí)驗(yàn)只有正前 方一個(gè)方向，正碰速度我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)為 50km/h，碰撞方式的標(biāo)準(zhǔn)為 100％正面碰撞，此外國(guó) 內(nèi)試驗(yàn)中使用的墻壁為可吸收部分能量可變型墻壁。 歐美國(guó)家的試驗(yàn)則是有前、后、左、右、上等五個(gè)方向。測(cè)試結(jié)果以星級(jí)表示，共有 5個(gè)星級(jí)，星級(jí)越 高表示該車(chē)的安全性能越好，此外， NCAP還要對(duì)車(chē)輛在保護(hù)兒童和行人方面進(jìn)行測(cè) 試。 NCAP為模仿出現(xiàn)幾率最高的 兩車(chē)對(duì)撞情況 40％重疊正碰，而 NCAP使用的還是剛性墻壁。 61 重慶大學(xué)車(chē)輛工程系 一、對(duì)汽車(chē)結(jié)構(gòu)碰撞性能提出的要求 ? 汽車(chē)對(duì)正面固定障礙物的沖擊 – ，轉(zhuǎn)向柱相對(duì)于乘坐室向后移動(dòng)量不得超過(guò) – 風(fēng)窗玻璃安裝條的完整性 – 燃料系的完整性 ? 車(chē)后移動(dòng)障礙物對(duì)汽車(chē)的沖擊 ? 側(cè)向移動(dòng)障礙物對(duì)汽車(chē)的沖擊 ? 車(chē)頂抗撞壓強(qiáng)度 – 加載力車(chē)重 22240N兩者中較小者，要求試驗(yàn)裝置移動(dòng)量不超過(guò) 127mm ? 車(chē)內(nèi)撞擊中的乘員保護(hù) 62 重慶大學(xué)車(chē)輛工程系 二、碰撞時(shí)人員損傷的評(píng)價(jià)指標(biāo) ? ? ? ? 碰撞時(shí)人體響應(yīng)的安全性指標(biāo) A 傷害指數(shù)和腦損傷程度 胸部忍受撞擊性能要求的評(píng)價(jià)指標(biāo) 下肢忍受的撞擊極限性能評(píng)價(jià)指標(biāo) 63 重慶大學(xué)車(chē)輛工程系 三、汽車(chē)碰撞時(shí)的車(chē)身安全性設(shè)計(jì) ? 車(chē)身結(jié)構(gòu)必須具有緩沖變形功能，以吸收碰撞能量，降低 碰撞加速度和撞擊力 ? 應(yīng)為車(chē)內(nèi)乘員提供生存空間，即車(chē)身整體剛度分布應(yīng)合理 且能夠控制，以保證乘坐室撞擊時(shí)的完整性 64 重慶大學(xué)車(chē)輛工程系 ? 正面碰撞的變形區(qū)域要盡可能多地吸收撞擊能量，變形形 式及變形特性滿(mǎn)足一定要求。傷害形式是頸部沖擊損傷， 尾部區(qū)段應(yīng)盡量軟化，座椅頭枕要起保護(hù)作用。要求具有足夠大的剛 性、車(chē)門(mén)和立柱不發(fā)生大的變形。 65 重慶大學(xué)車(chē)輛工程系 四、碰撞安全性的設(shè)計(jì)方法 ? 經(jīng)驗(yàn)法 – 以大量的碰撞事例為基礎(chǔ)。 – 周期長(zhǎng)、成本高，不能直接為不同類(lèi)型設(shè)計(jì)提供有效指導(dǎo) ? 試驗(yàn)法 – 試驗(yàn)過(guò)程是對(duì)典型汽車(chē)碰撞過(guò)程的物理模擬 – 周期長(zhǎng)、成本高 – 可分為法規(guī)碰撞試驗(yàn)、部件匹配試驗(yàn)、自行開(kāi)發(fā)研究試驗(yàn) ? 數(shù)學(xué)分析法 – 解析法 – 多剛體動(dòng)力學(xué)法 – 有限元法 66 重慶大學(xué)車(chē)輛工程系 五、車(chē)身碰撞安全性設(shè)計(jì)與措施 目標(biāo)：降低法規(guī)所規(guī)定的傷害指數(shù)。 68 重慶大學(xué)車(chē)輛工程系 汽車(chē)車(chē)身碰撞的緩沖設(shè)計(jì)和吸能措施 ? 2）汽車(chē)頭部采用“軟”設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)；采用碰撞時(shí)能使發(fā)動(dòng) 機(jī)向下移動(dòng)而不會(huì)侵入乘員室的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 69 重慶大學(xué)車(chē)輛工程系 汽車(chē)車(chē)身碰撞的緩沖設(shè)計(jì)和吸能措施 ? 3）采用合適厚度和橫截面的薄壁金屬制造吸能區(qū)構(gòu)件 各種橫截面梁的碰撞力對(duì)于方形截面的比值 截面形狀 比值 (%) 重慶大學(xué)車(chē)輛工程系 方形 100 矩形 69 六邊形 107 圓形 114 八邊形 115 70 汽車(chē)車(chē)身碰撞的緩沖設(shè)計(jì)和吸能措施 ? 4）在吸能區(qū)對(duì)薄壁構(gòu)件采用“預(yù)變形技術(shù)”，使結(jié)構(gòu)的 某些部位弱化或強(qiáng)化，導(dǎo)致整體產(chǎn)生皺褶變形而增大吸收 碰撞能量。 承受碰撞能力 1 72 重慶大學(xué)車(chē)輛工程系 ? 6）保險(xiǎn)杠與車(chē)架之間加上與車(chē)架材料相同的波紋管代替 原保險(xiǎn)杠支架 73 重慶大學(xué)車(chē)輛工程系 ? –1）采用帶有緩沖裝置的安全轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，如轉(zhuǎn)向柱采用 縮式中間軸、波紋管式中間軸或斷開(kāi)式中間軸的結(jié)構(gòu) 形式，隔絕一次碰撞；也可采用能量吸收式轉(zhuǎn)向柱來(lái) 保護(hù)駕駛員免受二次碰撞傷害 –2）采用座椅安全帶、安全氣囊等防止乘員二次碰撞 –3）設(shè)計(jì)具有足夠強(qiáng)度與剛度的座椅 –4）設(shè)計(jì)性能良好的座椅頭枕來(lái)保護(hù)乘員頭部、頸部免 受傷害或減輕傷害 –5）對(duì)儀表板進(jìn)行安全性設(shè)計(jì) –6）車(chē)身的車(chē)頂應(yīng)有抗撞壓的能力 74 重慶大學(xué)車(chē)輛工程系 167
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