汽车正面碰撞安全性能评价之雪佛兰
汽车正面碰撞安全性能评价软件
汽车正面碰撞安全性能的评价标准是汽车安全性能设计开发中的一项关键技术，决定着所开发车型的开发周期和开发成本。然而，目前的汽车正面碰撞评价方法并不能直观的告诉工程师所开发车型的安全性能。以目前流行的OLC（Occupant Load Criteria）评价方法为例，一般认为OLC值越大，安全性就越低。图1和图2分别是试验编号为9248（奔驰C300）和10556（讴歌RDX）的两款车的试验数据。其中奔驰C300碰撞波形的OLC数值值为32.5，车内驾驶员侧假人的最大胸部压缩量只有18.5mm；讴歌RDX的OLC数值为25.9，车内驾驶员侧假人的最大胸部压缩量为27.4mm。可见OLC评价方法并不能准确、直观的评价一款车的安全性能。
图1：奔驰C300试验数据
图2：讴歌RDX试验数据
迈曦软件公司为了解决工程师对所设计车型的安全性能难以判断的问题，开发了汽车正面碰撞安全性能评价软件。这款软件可以根据碰撞波形直接给出C-NCAP得分，能够直观且有效的对所设计开发车型的正面碰撞安全性能进行评价，更有效的帮助工程师进行汽车碰撞安全性能的开发和优化设计。软件界面见图3。此款软件使用简单，只需要导入需要评价的碰撞波形，点击apply，在软件的左侧即可以绘制所输入的波形，在界面的右侧就可以得到相应的分数，见图4。
图3：汽车正面碰撞安全性能评价软件界面
图4：汽车正面碰撞驾驶员损伤评价结果
算例验证
最大胸部压缩量
前面几篇文章使用了大量的算例测试此款软件，但是这些算例都是从各个品牌的试验数据中挑选出来的，尚未对某一个品牌的试验数据进行完整的测试。本文将使用雪佛兰品牌近10多年所有的碰撞试验数据测试此款软件，并不对试验数据进行挑选，其中最大胸部压缩量统计见表1和图5。从表1可以看出，得分误差大于0.5分的只有试验编号为8641、8604和8026这三组数据，但是最大胸部压缩量误差大于3mm的有7组，误差最大为10mm。这是因为试验编号为10737、8316、8290和8043的试验的最大胸部压缩量过小，其中最小的仅有9.5mm。而编号为8641和8026的试验的最大胸压量过大，最大为39.6mm。对于影响最大胸压量的因素，我们会继续研究，编号为8316和8641的试验数据见图6，供大家学习和研究。
表1：雪佛兰车型最大胸部压缩量统计
编号 | 试验编号 | 时间 | 试验数据 | 软件计算 | 误差 | |||
压缩量(mm) | 得分 | 压缩量(mm) | 得分 | 压缩量(mm) | 得分 | |||
1 | 14427 | 2023 | 32.7 | 3.09 | 33.4 | 2.96 | -0.7 | 0.13 |
2 | 14243 | 2022 | 19.9 | 5 | 20.0 | 5 | -0.1 | 0 |
3 | 14218 | 2022 | 24.7 | 4.52 | 24.0 | 4.64 | 0.7 | -0.12 |
4 | 14096 | 2022 | 23.0 | 4.82 | 21.8 | 5 | 1.2 | -0.18 |
5 | 14085 | 2022 | 24.7 | 4.52 | 24.4 | 4.57 | 0.3 | -0.05 |
6 | 11350 | 2021 | 22.6 | 4.89 | 20.9 | 5 | 1.7 | -0.11 |
7 | 11270 | 2021 | 21.1 | 5 | 20.9 | 5 | 0.2 | 0 |
8 | 10914 | 2020 | 24.3 | 4.59 | 24.0 | 4.64 | 0.3 | -0.05 |
9 | 10793 | 2020 | 25.6 | 4.36 | 23.3 | 4.77 | 2.3 | -0.41 |
10 | 10737 | 2019 | 13.7 | 5 | 22.6 | 4.89 | -8.9 | 0.11 |
11 | 10706 | 2019 | 22.7 | 4.88 | 21.8 | 5 | 0.9 | -0.12 |
12 | 10702 | 2019 | 25.6 | 4.36 | 25.0 | 4.46 | 0.6 | -0.1 |
13 | 10690 | 2019 | 23.4 | 4.75 | 21.5 | 5 | 1.9 | -0.25 |
14 | 10680 | 2019 | 24.1 | 4.63 | 21.4 | 5 | 2.7 | -0.37 |
15 | 10552 | 2019 | 27.5 | 4.02 | 25.6 | 4.36 | 1.9 | -0.34 |
16 | 10316 | 2018 | 26.4 | 4.21 | 25.2 | 4.43 | 1.2 | -0.22 |
17 | 10168 | 2018 | 26.6 | 4.18 | 24.6 | 4.54 | 2 | -0.36 |
18 | 10156 | 2018 | 20.9 | 5 | 20.9 | 5 | 0 | 0 |
19 | 10149 | 2018 | 21.8 | 5 | 22.1 | 4.98 | -0.3 | 0.02 |
20 | 10005 | 2017 | 22.0 | 5 | 20.1 | 5 | 1.9 | 0 |
21 | 9969 | 2017 | 23.2 | 4.78 | 21.7 | 5 | 1.5 | -0.22 |
22 | 9764 | 2016 | 21.5 | 5 | 23.2 | 4.79 | -1.7 | 0.21 |
23 | 9662 | 2016 | 23.9 | 4.66 | 22.2 | 4.96 | 1.7 | -0.3 |
24 | 9561 | 2016 | 19.3 | 5 | 21.1 | 5 | -1.8 | 0 |
25 | 9508 | 2016 | 26.1 | 4.26 | 25.5 | 4.38 | 0.6 | -0.12 |
26 | 9080 | 2015 | 24.1 | 4.63 | 23.1 | 4.80 | 1 | -0.17 |
27 | 8748 | 2015 | 19.6 | 5 | 18.0 | 5 | 1.6 | 0 |
28 | 8660 | 2015 | 30.0 | 3.57 | 29.2 | 3.71 | 0.8 | -0.14 |
29 | 8641 | 2015 | 39.6 | 1.86 | 32.9 | 3.05 | 6.7 | -1.19 |
30 | 8605 | 2015 | 22.9 | 4.84 | 21.4 | 5 | 1.5 | -0.16 |
31 | 8604 | 2015 | 25.5 | 4.38 | 22.5 | 4.91 | 3 | -0.53 |
32 | 8456 | 2014 | 17.9 | 5 | 18.9 | 5 | -1 | 0 |
33 | 8455 | 2014 | 33.9 | 2.88 | 33.4 | 2.96 | 0.5 | -0.08 |
34 | 8316 | 2014 | 9.5 | 5 | 19.0 | 5 | -9.5 | 0 |
35 | 8290 | 2014 | 16.2 | 5 | 20.7 | 5 | -4.5 | 0 |
36 | 8125 | 2013 | 22.7 | 4.88 | 21.2 | 5 | 1.5 | -0.12 |
37 | 8043 | 2013 | 12 | 5 | 22.0 | 5 | -10 | 0 |
38 | 8026 | 2013 | 36.0 | 2.5 | 30.2 | 3.54 | 5.8 | -1.04 |
39 | 7856 | 2013 | 20.6 | 5 | 19.6 | 5 | 1 | 0 |
图5：雪佛兰车型最大胸部压缩量统计
图6：编号为8641和8026车型的试验数据
最大小腿压缩力
我们同时统计了驾驶员侧假人的最大小腿压缩力的数据，见表2和图7。和前面几篇文章中测试的类似，小腿力的评估的精度较低，有大约15组数据的误差大于1000N，最大误差为3951N。当我们观察波形时，发现有些碰撞冲突相对并不剧烈，但是小腿受力却非常大，比如编号为9969、8604、8043等试验，而编号为10702、10156和9080的试验，波形剧烈程度与前面三组数据类似，但是小腿力明显小于前面几组试验，尤其编号为9080的试验，最大小腿压缩力仅为1302N，这几组试验碰撞波形见图8。影响假人小腿压缩力的因素较多，我们确实还有一些因素没有考虑清楚，还需要继续研究和探索。
表2：雪佛兰车型最大小腿压缩力统计
编号 | 试验编号 | 时间 | 试验数据 | 软件计算 | 误差 | |||
压缩量(mm) | 得分 | 压缩量(mm) | 得分 | 压缩量(mm) | 得分 | |||
1 | 14427 | 2023 | 1744 | 2 | 1400 | 2 | 344 | 0 |
2 | 14243 | 2022 | 2142 | 1.95 | 1390 | 2 | 752 | -0.05 |
3 | 14218 | 2022 | 2654 | 1.78 | 1840 | 2 | 814 | -0.22 |
4 | 14096 | 2022 | 2385 | 1.87 | 2400 | 1.87 | -15 | 0 |
5 | 14085 | 2022 | 2507 | 1.83 | 2700 | 1.77 | -193 | 0.06 |
6 | 11350 | 2021 | 3890 | 1.37 | 2180 | 1.94 | 1710 | -0.57 |
7 | 11270 | 2021 | 4280 | 1.24 | 2969 | 1.68 | 1311 | -0.44 |
8 | 10914 | 2020 | 3500 | 1.5 | 2570 | 1.81 | 607 | -0.31 |
9 | 10793 | 2020 | 4238 | 1.25 | 3260 | 1.58 | 978 | -0.33 |
10 | 10737 | 2019 | 6221 | 0.59 | 2270 | 1.81 | 3951 | -1.22 |
11 | 10706 | 2019 | 2043 | 1.99 | 2500 | 1.83 | -457 | 0.16 |
12 | 10702 | 2019 | 2331 | 1.89 | 2151 | 1.95 | 180 | -0.06 |
13 | 10690 | 2019 | 2188 | 1.94 | 1490 | 2 | 698 | -0.06 |
14 | 10680 | 2019 | 3803 | 1.40 | 2570 | 1.81 | 1233 | -0.41 |
15 | 10552 | 2019 | 3750 | 1.42 | 4360 | 1.21 | -610 | 0.21 |
16 | 10316 | 2018 | 2591 | 1.80 | 2170 | 1.94 | 421 | -0.14 |
17 | 10168 | 2018 | 4572 | 1.14 | 4140 | 1.29 | 432 | -0.15 |
18 | 10156 | 2018 | 2479 | 1.84 | 2510 | 1.83 | -31 | 0.01 |
19 | 10149 | 2018 | 3826 | 1.39 | 2900 | 1.7 | 926 | -0.31 |
20 | 10005 | 2017 | 3060 | 1.65 | 2770 | 1.74 | 290 | -0.09 |
21 | 9969 | 2017 | 5083 | 0.97 | 2860 | 1.71 | 2223 | -0.74 |
22 | 9764 | 2016 | 2889 | 1.70 | 2540 | 1.82 | 349 | -0.12 |
23 | 9662 | 2016 | 4729 | 1.09 | 2950 | 1.68 | 1779 | -0.59 |
24 | 9561 | 2016 | 2676 | 1.77 | 1877 | 2 | 799 | -0.23 |
25 | 9508 | 2016 | 1854 | 2 | 2870 | 1.71 | -1016 | 0.29 |
26 | 9080 | 2015 | 1302 | 2 | 2710 | 1.76 | -1408 | 0.24 |
27 | 8748 | 2015 | 3809 | 1.40 | 3540 | 1.49 | 269 | -0.09 |
28 | 8660 | 2015 | 4821 | 1.06 | 3020 | 1.66 | 1801 | -0.6 |
29 | 8641 | 2015 | 5291 | 0.90 | 3410 | 1.53 | 1881 | -0.63 |
30 | 8605 | 2015 | 3474 | 1.51 | 2858 | 1.71 | 616 | -0.2 |
31 | 8604 | 2015 | 4177 | 1.27 | 2720 | 1.76 | 1457 | -0.49 |
32 | 8456 | 2014 | 2534 | 1.82 | 1671 | 2 | 863 | -0.18 |
33 | 8455 | 2014 | 5002 | 1.00 | 2330 | 1.89 | 2672 | -0.89 |
34 | 8316 | 2014 | 2439 | 1.85 | 2120 | 1.96 | 319 | -0.11 |
35 | 8290 | 2014 | 3737 | 1.42 | 1951 | 2 | 1786 | -0.58 |
36 | 8125 | 2013 | 2701 | 1.77 | 1850 | 2 | 851 | -0.23 |
37 | 8043 | 2013 | 4366 | 1.21 | 2240 | 1.92 | 2126 | -0.71 |
38 | 8026 | 2013 | 4520 | 1.16 | 3220 | 1.59 | 1300 | -0.43 |
39 | 7856 | 2013 | 2760 | 1.75 | 2410 | 1.86 | 350 | -0.11 |
图7：雪佛兰车型最大小腿压缩力统计
图8：最大小腿压缩力比较
总结
本文第一次使用雪佛兰车型近10多年未删减数据进行测试此款正面碰撞安全性能评价软件，测试结果与前面几次测试结果类似，即对驾驶员侧假人的最大胸部压缩量的估计精度较高。但是仍然有几组数据误差较大，主要因素是有些碰撞冲突剧烈程度接近，但是驾驶员侧假人的最大胸部压缩量差别巨大，最小仅为9.5mm，最大却达到39.6mm。同样与前面几篇文章中测试的结果类似，此款软件对驾驶员侧假人小腿最大压缩力估计的精度较低。为了探索影响最大小腿压缩力的因素，我们观察了试验的加速度波形，发现有些碰撞冲突较为激烈的试验，最大小腿压缩力比较低，而有些碰撞冲突较为平缓的试验，最大小腿压缩力反而较大。对于影响乘员损伤的诸多因素，我们会继续研究和探索。本文是此次测试系列文章的最后一篇，在我们的技术有突破性进展之后，我们可能会继续撰写相关测试文章。
