ES II假人腹部力和车门内饰造型研究

张耀辉，鞠春贤，岳国辉，陈现岭，张 凯

Zhang Yaohui，Ju Chunxian，Yue Guohui，Chen Xianling，Zhang Kai

（长城汽车股份有限公司技术中心 河北省汽车工程技术研究中心，河北保定 071000）

0 引 言

在侧面碰撞事故中，人的腹部没有骨骼的保护，是极其脆弱的部位之一。ES II假人的腹部力传感器也是非常灵敏的传感器之一，为了保护乘员腹部免受伤害，在法规和NCAP测试中，设定了评估腹部伤害程度的指标，侧面碰撞试验中，以ES II假人腹部力来评判腹部受伤害的程度，如在C-NCAP、E-NCAP中，在50km/h侧面碰撞、29km/h柱碰试验中进行评价，腹部力高性能限值为1 kN，低性能限值为2.5 kN，腹部力得分为4分。门内饰造型是影响腹部力的重要因素，所以研究ES II假人腹部力的伤害机理和门内饰造型具有非常重要的意义。

1 ESII假人腹部传感器解析

目前侧面碰撞中前排使用的假人为 ES II假人。假人腹部力传感器布置如图1和图2所示。

如图1所示，腹部力和T12传感器距离较近。如图 2所示，部件③为腹部力传感器，形状为长方形，分为前、中、后 3根，通过螺栓⑦连接到部件②，由于腹部区域对应车门内饰的扶手位置，很容易造成失分；部件⑤为T12传感器，安装到部件②，腹部受到撞击T12也会受到影响。如图3所示，腹部力传感器上端距离假人H点214 mm，下端距离假人H点103 mm。

2 腹部力伤害机理研究

2.1 仿真分析模型

图4所示为ES II 假人Madymo模型，模型中用一个推块以一定的速度撞击假人腹部，通过研究撞击位置的不同，从而得到腹部传感器的敏感区域。如图 5所示，在侧面碰撞仿真中研究不同门内饰造型对假人伤害的影响。

2.2 仿真分析

分两种工况进行分析。

1）如图6所示，冲击块分别撞击髋部到腹部由下至上5个不同区域；

2）如图7所示，不同的车门内饰造型对假人腹部力的影响。

2.2.1 冲击不同部位腹部力分析

冲击块以 5 m/s的速度冲击假人腹部的不同部位，结果如下。

如图8～图13所示，腹部力传感器中间区域较为敏感，T12传感器和腹部力传感器距离较近。在研究腹部力的同时，考察冲击腹部不同位置对 T12 Fy和Mx的影响。如图12、图13所示，冲击块撞击腹部中上部时，T12 Fy和Mx伤害值也偏大。

2.2.2 车门内饰板造型对腹部力影响的分析

通过调整车门内饰造型，分析车门内饰造型对假人腹部力造成的影响。

如图15所示，造型1扶手宽度和原始造型（图14）相同，扶手相对下部平面更加突出；

如图16所示，造型2扶手宽度和原始造型（图14）相同，扶手上部平面向假人方向突出，扶手造型为内凹型；

如图17所示，造型3扶手宽度比原始造型（图14）较宽。

如图14～图19所示，造型2腹部力最小，造型1和造型3腹部力最大。

由以上分析得出结论：

1）车门内饰造型对假人腹部力影响很大，车门扶手的宽度越小，腹部力和T12越小；

2）车门扶手Y向突出越多，对假人腹部力和T12越不利；

3）车门扶手的Z向高度越低，腹部力和T12越小；

4）车门扶手采用内凹式造型时，对腹部力和T12最有利。

3 实车分析

如图20、图21所示，该车型在进行无侧气囊的侧碰试验时，腹部力偏大，假人腹部正好撞到车门扶手的棱角位置。如图22和图23所示，车门扶手正好对准假人腹部中部位置，而且扶手宽度达到80 mm，对腹部伤害非常大。

4 解决方案分析

4.1 优化内饰造型方案

在车辆设计阶段对车门内饰造型进行控制，对使假人受到伤害的造型进行修改。

1）图 24所示造型，车门扶手内凹在整个内饰板里面，对腹部冲击较小，是最有利的造型；

2）图 25所示造型，车门扶手和内饰下部形成一体，车门内饰同时接触腹部和髋部，可以缓解对腹部的冲击；

3）图26所示造型，车门扶手Y向过于突出，碰撞过程中扶手直接撞击假人腹部，对假人腹部非常不利。

4.2 匹配侧气囊

通过匹配侧气囊，可以有效避免车门内饰和假人胸部、腹部直接接触，可以有效降低假人腹部力和T12的伤害值。如图27和图28所示，增加侧气囊后，腹部力起始时间提前，腹部合力峰值大幅度降低。

5 结 论

ES II假人腹部力和T12传感器正好对应车门扶手，车门内饰造型及扶手位置会对ES II假人腹部和胸部伤害值产生严重的影响。经过仿真和试验验证，车门扶手位置Z向过高或Y向过于突出，不仅会增大腹部力伤害值，T12和胸部伤害也会增大。

在车辆设计前期对车门内饰进行校核，建议车门扶手尽量采用内凹造型，且扶手宽度不能过宽，从而避免使假人受到伤害的造型出现，而且可以减小匹配侧气囊的难度。

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