基于汽车轻量化技术的前防撞梁耐撞性研究
张玮禹慧丽邵金华崔泰松赵会
汽车噪声振动和安全技术国家重点实验室，重庆，４０１１２０
摘要：汽车的安全性与轻量化技术的平衡是当今汽车车身开发中迫切需要解决的课题。如何设计出既轻又能保证耐撞性的汽车已经成为衡量一个国家汽车开发能力的重要标志之一。本文针对传统的高强度钢和铝合金材料制成的前防撞梁，依据ｃ＿ｎｃａｐ和国内法规的要求建立了前后端防护分析，５０ｋｍ１００％正碰分析，６４ｋｍ４０％偏置碰分析的有限元模型。通过整车的加速度表现，乘员舱侵入量大小，和车辆的变形模式等的对比分析，表明与传统的钢制前防撞梁相比，铝合金制防撞梁在低速，高速等工况中能够达到与前者相当的耐撞性能，而相比金属减重４０％以上，并且本文中这种挤压成型的铝合金制防撞梁成本也能控制到与钢制防撞梁相近，值得推广。
关键词：轻量化；耐撞性；前防撞梁；铝合金
Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｔｈｅ Ｃｒａｓｈ Ｗｏｒｔｈｉｎｅｓｓ ｏｆ ａ Ｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔ Ｂｕｍｐｅｒ
Ｚｈａｎｇ ＷｅｉＹｕ Ｈｕｉ－ＬｉＳｈａｏ Ｊｉｎ－ＨｕａＣｕｉ Ｔａｉ－ＳｏｎｇＺｈａｏ Ｈｕｉ
Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｖｅｈｉｃｌｅ ＮＶＨ ａｎｄ Ｓａｆｅｔｙ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ，４０１１２０
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｉｔ ｉｓ ａ ｇｒｅａｔ ｃｈａｌｌｅｎｇｅ ｔｈａｔ ｈｏｗ ｔｏ ｂａｌａｎｃｅ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｓａｆｅｔｙ ａｎｄ ｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔ． ｓｏ ｈｏｗ ｔｏ ｄｅｓｉｇｎ ａ ｍｕｃｈ ｍｏｒｅ ｌｉｇｈｔｅｒ ａｎｄ ｓａｆｅｒ ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｉｓ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｓｙｍｂｏｌ ｏｆ ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ ａｂｉｌｉｔｙ． Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｆｏｃｕｓ ｏｎ ａ ｆｒｏｎｔ ｂｕｍｐｅｒ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｉｎ ａ ｌｏｗ ｓｐｅｅｄ ｉｍｐａｃｔ ａｎｄ ｔｗｏ ｈｉｇｈ ｓｐｅｅｄ ｉｍｐａｃｔｓ．Ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｈｉｇｈ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｓｔｅｅｌ ａｎｄ ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｌｌｏｙ ａｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ ｕｓｉｎｇ ＦＥＭ ｍｏｄｅｌ ｕｎｄｅｒ ＧＢ１７３５４－１９９８ ，ＧＢ１１５５１， Ｃ＿ＮＣＡＰ ｌｏａｄｉｎｇ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ． Ｉｔ ｉｓ ｆｏｕｎｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｌｌｏｙ ｆｒｏｎｔ ｂｕｍｐｅｒ ａｃｈｉｅｖｅｓ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｗｏｒｔｈｉｎｅｓｓ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ａｓ ｔｈｅ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｈｉｇｈ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｓｔｅｅｌ ｗｈｉｌｅ ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｗｅｉｇｈｔ ａｂｏｕｔ ４０％．
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汽车碰撞与安全研究 车辆工程陈国强 摘要：汽车的碰撞安全性问题是当今世界汽车工业亟需解决的一大难题，提高汽车碰撞性能的最基本的途径是发展汽车碰撞安全性设计与改进技术。文中主要介绍了汽车碰撞技术的发展现状，国内外相关的法规，并对汽车碰撞安全性的设计方法，如经验法、解析法、多刚体动力学法、试验法以及有限元方法进行了归类和总结。 关键词：汽车碰撞；安全；现状与发展 Abstract: Vehicle passive safety issue is a big and urgent problem for world-wide automobile industry to solve as soon as possible. The basic approach of protecting people from being hurt or killed in an accident is to improve crashworthiness of vehicles. This paper starts with discussing theories and methods for vehicle passive safety design, which included experiential methods, analytic methods, multi-body dynamics methods, crash test methods and the finite element method. Key words: Auto collision; safety; current conditions and development 0 引言 科学技术的发展，汽车己经成为人们生活中必不可少的交通工具。而在汽车交通事故中每年的死伤人数，常常超过世界的局部战争，交通事故已经成为人类社会的重大公害之一。从全世界的统计数字来看，每年因道路交通事故而死亡的人数已高达50多万人[1]。与世界其他各国相比，我国的汽车总拥有量只占5%，而交通事故死亡人数却占100%[2]，并且碰撞事故中的死亡率也大大高于欧美、日本等工业发达国家，其中除了人为的因索外，车辆本身的碰撞安全性达不到要求是一个重要因素。因此，汽车的碰撞安全性问题，已成为近十多年来汽车工业的主要研究问题和攻关方向，世界各发达国家都对汽车碰撞安全性做出强制性要求，并建立了各自的法规。 1 汽车碰撞国内外法规 最早的汽车碰撞安全性法规诞生于60年代中期的美国[3]，在此之前，世界上并没有任何对车辆的碰撞安全性能进行要求限制的法规，一些有关汽车碰撞安全性问题的研究主要是依赖于汽车生产厂家的自觉性及对公众的责任感。1965年，美国汽车工业部门拨款一千万美元给密西根大学建立公路交通安全研究所[4]。1966年，设立了运输部，并颁布了公路安全法规和国家交通与汽车安全法规，其中的汽车安全法规即著名的FMVSS系列法规[5]，它提
汽车防碰撞系统研究文献综述 1.引言 汽车碰撞有汽车碰撞到固定的物体或与行驶中的汽车相撞两种类型。为了防止汽车在行驶中，特别在高速行驶时发生碰撞，一些现代汽车已装备了自动控制防碰撞系统，这是一种主动安全系统。 汽车行驶时，防碰撞系统处于监测状态，当汽车接近前车车尾或超越前车时，该系统将发出警告信号。在发出警告后，如果驾驶员没有采取减速制动措施，该系统便启动紧急制动装置，以避免发生碰撞事故。 2.概述 防碰撞控制系统装有测距传感器，它们利用激光、超声波或红外线，测得汽车与障碍物间的距离，这个距离信号，加上车速传感器和车轮转角传感器的信号送入电子控制器，通过计算求出行驶汽车与前方物体的实际距离以及相互接近的相对速度，并向驾驶员发出预告信号或显示前方物体的距离。当将要碰撞时，控制器向制动装置和节气门控制电路发出控制指令，使汽车发动机降速并及时制动，从而有效地避免碰撞。 3.测距传感器 （1）防碰撞传感器 ① CCD照相机 CCD（电荷耦合器件）摄像元件可以读取受光元件接收的光通量放出的电流值，并作为图像信号输出。在夜间，由于照相机处于低照度的环境，只有在汽车前、后照灯打开时才能确认障碍物。
汽车装设的CCD照相机如上图所示，当点火开关接通时，变速器换档杆换到前进档或倒档，多功能显示板上就能显示出车辆前方或后方的图像。 ②激光雷达 激光雷达是从激光发送至被测物体，然后反射回来被接收，其间的时间差即用来计算至障碍物的距离。早期的车用激光雷达都是发送多股激光光束，并依靠前车反射镜的反射时间来测定距离。现代汽车除了测定前方车的距离外还要对前方多辆车的位置进行辨识，因而开始采用扫描式激光雷达。 根据物体的反射特性，激光的反射光亮变化很大，因此可能检测出的距离也是变化的。由于车辆后部的反射镜等容易反射，故可以检测出稳定的较长距离。有少许凹凸的铁板等因不能得到充足的反射光量，故测出的距离较短。另外，在检测侧面方向及后方的障碍物时，与检测前方障碍物的情况不同，如果障碍物上没有反射镜，那么由于各种障碍物的反射特性变化很大，故可能稳定测出的距离变短。
汽车碰撞安全法规大全（中文版） 中国篇 乘用车正面碰撞的乘员保护（GB 11551-2003） 汽车侧面碰撞的乘员保护（GB 20071-2006） 乘用车后碰撞燃油系统安全要求（GB 20072-2006） 防止汽车转向机构对驾驶员伤害的规定（GB 11557-1998） 汽车座椅、座椅固定装置及头枕强度要求和试验方法（GB 15083-2006）汽车安全带固定点（GB 14167-2006） 汽车前、后端保护装置（GB 17354-1998） C-NCAP 前部正面刚性壁障碰撞试验方法 C-NCAP 前部偏置碰撞试验方法 C-NCAP 侧面碰撞试验方法 C-NCAP 评分方法 欧洲篇 防止汽车碰撞时转向机构对驾驶员伤害认证的统一规定（ECE R12） 关于汽车安全带安装固定点认证的统一规定（ECE R14） 关于车辆座椅、座椅固定装置及头枕认证的统一规定（ECE R17） 关于车辆内部安装件认证的统一规定（ECE R21） 关于后面碰撞汽车结构特性认证的统一规定（ECE R32） 关于正面碰撞汽车结构特性认证的统一规定（ECE R33） 关于车辆火险预防措施认证的统一规定（ECE R34） 关于汽车前后端保护装置（保险杠等）认证的统一规定（ECE R42） 关于车辆正面碰撞乘员保护认证的统一规定（ECE R94）
关于车辆侧面碰撞乘员保护认证的统一规定（ECE R95）EuroNCAP 前部碰撞试验方法 EuroNCAP 侧面碰撞试验方法 EuroNCAP 侧面撞柱评估标准 EuroNCAP 车辆对乘员颈部保护的动态评估试验方法EuroNCAP 行人保护试验方法 EuroNCAP 儿童保护评估方法 EuroNCAP 评估方法与生物力学极限 GTR 行人保护法规 EC 行人保护法规 北美篇 内饰件碰撞特性要求及试验方法（FMVSS 201） 头枕的碰撞保护（FMVSS 202a） 转向机构对驾驶员的碰撞保护（FMVSS 203） 对方向盘后移量的要求（FMVSS 204） 座椅系统（FMVSS 207） 乘员碰撞保护（FMVSS 208） 乘员离位（OOP）保护（FMVSS 208） 儿童约束系统要求（FMVSS 208） 安全带安装固定点认证的统一规定（FMVSS 210） 儿童约束系统（FMVSS 213） 侧面碰撞保护（FMVSS 214）
汽车安全性研究1.1汽车被动安全性研究的意义与现状 研究的意义1.1.1近年来我国的汽车工业飞速发展，汽车保有量迅速增加， 这同时也导致了 与汽车相关的各种事故的迅猛增长。根据国家安全生产局发布的全国安全生产形势通报，2002年全国共发生各类安全事故107. 3万起，死亡13. 9万人。其中，道路交通事故77. 3万起，占全部的72%，死亡10. 9万人，占全部的78% , 56. 2万人受伤，直接经济损失33. 2亿元。2003年我国一共发生交通事故607507起，总伤亡人数为598546人，其中侧面碰撞占32％，因侧面碰撞而造成的人员伤亡占31.1％2006年，全国共发生道路交通事故378781起，造成89455人死亡、。431139人受伤，直接财产损失14.9亿元。与2005年相比，事故450254起，死亡人数98783人，受伤人数469911人，直接财产损失18.9亿元。汽车交通安全已经成为公共安全问题中举足轻重的部分。从世界范围来看，我国汽车保有量只占全世界的1.9%，但我国交通事故死亡人数却占全世界的15%左右。可见汽车安全性研究在我国的重要性。大量交通事故的发生，无数生命的代价换来民众、生产厂商和政府部门对汽车安全性的重视并开始采取各种措施来减少人员及车辆的损失。通过提高汽车安全性能，达到事故无法避免时“车毁人不亡，车损人不伤”。[1] 汽车被动安全性是汽车最为重要的一项整车性能指标，人们一直致力于汽车安全性的研究和安全技术的开发。汽车工业发达的国家如美国、日本，随着汽车安全性研究的深入和安全法规的贯彻，虽然汽车保有量在增加，但交通事故的死亡率大大降低，成效十分显著。这证明了先进的安全技术可以降低交通事故的发生率及减少财产的损失。我国目前已进入交通事故多发期，而且汽车安全水平落后，这已经成为阻碍我国交通运输业和汽车工业进一步发展的主要因素之一，因此开展汽车被动安全性研究是十分必要和紧迫的。为了促进这一领域的研究工作，中国汽车被动安全技术专业委员会于1995年9月成立，标志着我国汽车被动安全性研究工作走上系统化和正规化的发展道路。而2000年1月1日，CMVDR 294《关于正面碰撞乘员保护的设计规则》的实施则标志着我国的碰撞法规正逐渐与国际接轨。 1.1.2研究现状 目前，国内外有关汽车被动安全性的研究主要围绕汽车抗撞性和乘员约束系统两方面开展，具体表现为以下几点： 1.1. 2.1车身结构抗撞性 是汽车问世以来最重要的研究课题之车身结构抗撞性研究提高汽车安全性，一。车身是安装悬挂部件的基础，其坚固可靠可为行车安全提供必要的条件。在实际的新车开发中，应以此为目标，努力实现车身结构高强度化。然而，车身能够直接发挥的最大作用还是提高整车的安全性。为此车身应有如下功能：（1）为了尽量缓解乘员受到的冲击，必须尽可能缓和吸收车辆和乘员的运动能
汽车智能防撞系统的研究 摘要：本文综述世界智能车辆技术在自动防撞方面的应用现状，结合我国高速公路、驾驶习惯及现有传感器的技术状况，分析探究适合中国高速公路及现实国情的汽车智能防撞装置。根据所要实现的基本功能，对比当前采用的四种常用测距方法，最终选用红外激光测距原理，建立了系统方案。汽车红外激光智能防撞装置是一种主动式防撞系统，它能使反应时间、距离、速度三个方面都能得到良好的优化控制，可以有效地避免汽车追尾碰撞事故的发生，该系统在汽车领域的应用与其所能带来的经济效益和社会效益将会是相当可观的。 关键词：智能防撞激光测距雷达测距单片机语音报警 1 前言 1.1课题研究的价值和意义 随着我国改革开放的不断深入和社会主义经济的不断发展，人们的物质生活日益提高，汽车己经进入千家万户，公路交通呈现出行驶高速化、车流密集化和驾驶员非职业化的趋势;与此同时，也带来了一个不可避免的问题:交通事故逐年上升。 2004年，全国公安机关交通管理部门共受理道路交通事故51.8万起，造成107077人死亡，比2003年增加2705人，上升2.6%;直接财产损失23.9亿元。在各类事故形态中，机动车碰撞事故占绝大多数。2004年，全国共发生机动车碰撞事故400389起，造成77081人死亡、375620人受伤，分别占总数的77.3%、72%和78.1%。其中，正面相撞事故123577起，造成31715人死亡、128447人受伤，分别占总数的23.9%、29.6%和26.7%;侧面相撞事故196798起，造成29900人死亡、186683人受伤，分别占总数的38%、27.9%和38.8%;追尾相撞事故80014起，造成15466人死亡、60490人受伤，分别占总数的15.5%、14.4%和12.6%。从以上数据，足以说明公路交通安全已是我国面临的重大问题。 我国的高速公路起步随晚，但发展较快。据统计，高速公路每百公里事故率为普通公路的4倍多。高速公路的事故类型，大多数为车辆的追尾碰撞事故，这是由高速公路的特点所决定的。高速公路具有汽车专用、分割行驶、控制出入、全部立交、限制车速以及高标准、设施完备等特点。高速公路由于排除了行人、非机动车的干扰，从而保证车辆可以高速行驶，而具有路面宽阔、标示醒目、标线分明、全线封闭等特点。保证了高速公路具有行车速度快、交通流量大的优点。我国，一般公路平均时速为40~50Km/h，而高速公路平均时速可达80Km/h以上。高速公路车辆速度快、干扰小的特点也促使其发生的事故性质比较严重，一旦发生事故，多数是恶性的交通事故。分析高速公路交通事故的类型和原因，发现超速行驶、恶劣天气时很容易发生制动测滑、甩尾或行车视距不足而导致的追尾碰撞事故。死亡事故中65%以上是追尾相撞造成的。由此可见，如何提高汽车行驶安全性，减少交通事故及其损失，己经刻不容缓的摆在研究人员的面前。 据有关部门对交通事故的统计分析，发现在司机—汽车—环境三要素中，司机是可靠性最差的一个环节，80%以上的事故是由于司机反映不及时或判断失误引起。计算表明，司机反映迟缓1秒，速度为80Km/h的汽车要前进约22.2米，由此可能产生不堪设想的后果。若在夜间或雨、雪、雾等恶劣天气条件下，汽车在中、高速行驶时，很难及时发现前方障碍物并采取必要应急措施。统计表明，在发生撞车的事故中，45%是司机没有看清楚前面车辆所处的位置，30%是发现前方车辆但为时己晚，特别在汽车高速行驶的情况下，前方目标正确识别与否至关重要。根据汽车驾驶自动化和智能化的发展趋势，汽车防撞系统的研制有着重要的意义。 1.2研究的现状
随着汽车数量日益增多， 车速愈来愈高，汽车交通事故 也随之增多。汽车相撞、撞人、 撞障碍物、翻车、冲出公路等 事故时有发生。尤其高速公路 上一旦出现撞车，就会造成多 车相撞。分析撞车原因，大致有：驾驶不慎，能见度不高，车速过快，车距过小或汽车本身故障等。 从1997年开始，很多奔驰车型上安装了一种新的安全驾驶系统，即车距监控防撞系统（图1），该系统减小了驾驶员长时间驾车的劳动强度，同时提高了驾驶的安全性能。 车距监控防撞系统是一个智能型升级版的自动定速巡航系统，当驾驶者驾驶车辆处在定速巡航状态下时，该系统起作用，与前面的车子保持一定的距离,让驾驶更安全，应注意该系统与驻车防撞系统有相似，但又不同，驻车防撞系统可以在车辆停车和倒车时检测车辆前、后、侧面的障碍物距离，在靠近障碍物时 会发出声音警报。本节主要介绍车距监控 防撞系统。 1. 系统作用 车头有测距雷达，我们可以俗称其为 “电眼”，不断监测与前车的距离，根据 自身的车速、两车的距离、角度，及小（窄）路等情况，决定车辆速度，保持车头部距离。当前面的车子急刹，你就算反应不过来，“车距监控防撞系统”会立即通过电脑计算出合适的刹车力度和刹车距离，在与前车相撞之前自动刹停。
2. 系统组成 雷达传感器、DTR监控电脑、指示灯等组成。 3. 元件位置 系统工作指示灯安装在仪表内， 见图1。 雷达传感器一般安装在散热器 上，具体位置如图2。 DTR电脑一般安装在防火墙正 前或靠左侧，如图3。 4. 系统工作原理 主要通过雷达传感器侦测前方障碍物距离车头的远近，当发现障碍物已达到可测范围（距离），则危险距离警告灯会依障碍物的实际距离亮起，当距离过近时，有些车型警告喇叭会“嘀嘀”响起，以警告驾驶者注意前方障碍物已经接近车体，同时DTR电脑会通过车身电脑网络CAN-BAS与发动机电脑、变速器电脑及ESP 、ABS刹车系统电脑通讯，通过限制发动机输出转速，调节刹车作用力及变速箱挡位，控制定速巡航的车速。若前方无障碍物（100米为限）则警告灯会熄灭，车子便会加速至预设的巡航速度。 5. DTR系统的维修： 该系统元件较少，目前故障率较低。如果系统故障，要通过仪器调取其故障码，故障一般出现在传感器或电脑，当出现传感器故障码时，可测量传感器的电源搭铁是否正常，DTR 电脑提供给传感器的电源为20～24V，如果电源搭铁正常则传感器损坏。
编订：__________________ 审核：__________________ 单位：__________________ 基于虚拟试验的轿车正面碰撞安全性分析(正式) Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level. Word格式 / 完整 / 可编辑
文件编号：KG-AO-2394-61 基于虚拟试验的轿车正面碰撞安全 性分析(正式) 使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体的部署，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。 一、引言 长期以来，轿车安全性能一直是汽车工业界非常关注的课题。用实车碰撞试验可测定轿车安全性能，但因其需在实物样机上安装各种测试设备，进行实地试验，成本高、时间长，所以探索新的试验方法一直是汽车工业界所追求的目标。随着计算机技术的发展和各种应用软件的出现，人们可以用计算机来模拟轿车碰撞试验。利用虚拟现实技术设计的汽车虚拟试验场可逼真地实现试验过程，通过交互改变汽车设计参数、试验道路环境，可以验证设计方案，从而达到缩短设计周期、降低开发成本、提高产品质量的目的。与传统的实车试验相比，应用虚拟试验场具有快速、逼真、可重复性等特点，可无危险、无损坏地进行碰
一、简答题（每题15分，共45分） 1、汽车可靠性定义四因素的具体内涵是什么？ 答：汽车可靠性是指汽车产品（总成或零部件）在规定的条件和规定的时间内，完成规定的功能的能力。 其中，汽车产品指整车、总成、零部件，主要指的是发动机、底盘、车身、电器设备等。规定时间指：汽车使用量的尺度，可以足时间单位(小时、天数、月数、年数)，也可以是行驶里程数、工作循环次数等。在汽车运用工程中，保用期、第1次大修里程、报废周期等都是重要的特征时间。 规定条件包括：汽车产品的工作条件，即气候、道路状况、地理位置等环境条件；汽车产品的运用条件，即载荷性质、载运种类、行驶速度；汽车产品的维修条件，即维修方式、维修水平、保养制度；汽车产品的管理条件，即存放环境、管理水平、驾驶员技术水平。规定功能指：汽车设计任务书、使用说明书、订货合同以及国家标准规定的各种功能、性能和要求。 2.简述可靠性预测的步骤。 答：任何预测都有两个过程：归纳和推论过程。可靠性预测的基本步骤如下： （1）确定预测目的、预测对象及预测类型（短期、中期、长期）； （2）搜集整理资料（有关发展资料、历史资料）； （3）选择预测技术； （4）建立预测模型，包括数学模型（表达式、参数）或概率模型（各种可能结果的概率分布）； （5）评价模型。对建立的预测模型进行检验； （6）利用模型进行预测，与实测结果比较，修正预测模型。 3、简述检验的一般工作程序。 答：检验的一般工作程序包括以下阶段： （1）准备阶段 在这阶段，主要工作内容有：决定检查单位，决定检查项目，决定试验方法，决定质量判定标准，决定在生产过程那个阶段检查，决定全检、抽检还是无试验检查，决定质量指标，选择抽样表(计数、计量和抽样类型)。 （2）实施阶段 在这阶段，主要工作内容有：决定批的构成，决定抽样方法，决定批处理方法。 （3）整理阶段 在这阶段，主要工作内容有：决定检查结果的记录方法，决定检查结果的处理方法。 二、论述题（25分） 1.请阐述频数直方图、频率直方图、频率密度直方图和频率密度曲线及区别和联系。 答：频数直方图是以样本数据表征的质量特性值为横坐标，以频数为纵坐标作出的描述数据分布规律的图形。 频率直方图是将频数直方图的纵坐标改为频率做出的频率直方图，其形状与频数直方图应完全一样。 频率密度直方图是将频率直方图纵坐标改为频率密度、横坐标不变后获得的直方图，形状也
摘要 分析了汽车倒车防撞系统的基本设计原理以及目前国内外此类防撞系统存在的问题，较详细的介绍超声波测距系统以及根据该系统设计的原理、方法和步骤，研制的汽车倒车防撞报警器。这种报警器在汽车倒车过程中达到极限位置的时候，能自动检测车尾障碍物的距离并发出声光报警，提醒司机刹车。本设计利用超声波传感器进行信号的发射和接收，包括发射、接收以及报警电路三个部分。超声传感器的主要元件是采用压电元件锆钛化铅（一般称为RZT），具有很强的方向性。报警电路部分是利用声光报警器，将信号传递之后，可实现语音报警。本设计采用国内生产厂家的通用元件，成本低，性能可靠，有利于推广。 关键字：超声波；汽车倒车；防撞；报警器；传感器
1.系统方案设计 1.1 概述 随着社会经济的发展交通运输业日益兴旺，汽车的数量也在大幅攀升。交通拥挤状况也日趋严重，撞车事件屡屡发生，造成了不可避免的人身伤亡和经济损失，针对这种情况，设计一种响应快，可靠性高且较为经济的汽车防撞预警系统势在必行。 汽车倒车防撞测距报警器一般有四种：1嘀嘀声加闪光，2音乐声加闪光，3语音声加闪光，4倒车到危险距离时发出警报声的超声波倒车报警器，由于很多研究都采用的是特殊难购的专用元件，使其难以推广，本设计采用国内生产的通用元件，成本较低廉，本设计使其在整个倒车过程中自动测量车尾到最近障碍物的距离，在倒车到极限距离时会发出急促的警告声，提醒驾驶员注意刹车，如果和制动系统联系在一起也可以形成自动刹车。 (1) 预警时间不足 最大有效探测距离的问题，大多数倒车雷达的最大有效探测距离：墙面小于2.5m,行人0.6-1.2 m。实验知道一些驾驶员的习惯初始倒车速度3-12km/月，即0.83-3.3 m/s, 。现以平均1.5 m/s计算，倒车雷达发现目标仅有1.67 s，对行人只有0.4-0. 8 s。如此以来，等报警器报警后汽车再减速就很紧张，明显感到预警时间不足。 (2) 反映速度迟钝 多数成品倒车雷达的显示速度因为考虑到抗干扰等因素，显示更新的速度约0.2-0.4s，即在0.2-0.4s显示一次距离，根据以上的推断，从倒车雷达发现目标到发出警报如果需要3s秒，这时车已经行使了0.45s，这显然感到反应迟钝。 (3) 探测盲区问题 多数倒车雷达的超声波传感器为2-3个，单个传感器的水平探测角度约60-70 °，这样势必造成2-3个盲区，如图1，而增加传感器的个数不但增加成本，而且提高报警器的故障率。另外，由于等同与水平探测角度的垂直探测角 1
车辆被动安全性研究现状及发展 武汉理工大学乔维高 [摘要]本文在阐述了国内外道路交通和车辆安全现状的基础上，介绍了 目前车辆被动安全性研究的状况和主要研究方法，并针对我国道路交 通的特点，提出我国车辆被动安全性的研究特点和研究方向。 [关键词]车辆，被动安全，碰撞 1、前言 随着汽车保有量的增加，道路交通事故逐年上升已成为全球范围内的一大公害。以美国为例，1965年由于2000万辆汽车引起的交通事故的死亡人数为4.9万人，伤180万人。1994年，因公路交通事故死亡的人数达43536人，约占各种事故造成死亡人数总和的一半。就交通事故造成的经济损失而言，美国1965年为85亿美元，占国民生产总值的1.2%，1975年为144亿美元，1985年为825亿美元。在欧洲，据1997年10月9日欧洲交通部长会议公布的统计数字，平均每年有45,000人死于汽车交通事故。另据报道，法国30年间因车祸死亡40万人，受伤300万人。法国政府每年为交通事故而付出的抚恤金和处理毁坏车辆的费用高达几百万法郎。韩国平均每万辆车因交通事故造成丧生的人数超过了发达国家的10倍，其经济损失占国民生产总值的2.5%，占国家预算的11%。德国、日本、意大利、英国每年因车祸死亡的人数分别大约为2.7万人、9千余人、9千余人和6千余人。 汽车诞生至今的110多年时间内，全世界死于汽车交通事故的总人数达到3100万人以上，是第一次世界大战死亡人数的两倍，比第二次世界大战死亡人数的一半还多。据研究表明，全世界范围内每年因汽车交通事故死亡的人数为70万人，受伤人数为1500万人，其中500万人需要住院治疗，而且预计本世纪开始不久伤亡人数将增加一倍。由此所造成的巨大经济损失和给上千万个家庭带来的灾难以及残疾人口的增长引发的社会问题已经日渐严重。 全世界汽车保有量约6亿多辆，我国仅占1.6%，而每年死于交通事故的人数却占全世界的1/9。1999年，我国公安交通管理部门共受理道路交通事故近41.5万起，其中有8.3万多人死亡, 28.6万多人受伤, 直接经济损失达21亿多万元。根据对1990—1996年我国与美国、日本、德国、英国、法国交通事故万车死亡率比较，发达国家汽车保有量在逐年增加，而交通事故死亡人数却逐年减少，万车死亡率很低（大约在1.5—3.5之间）。与发达国家相比，我国交通事故死亡人数也在
《汽车可靠性技术》复习题 一 填空题（''30103=?） 1 可靠性工程是研究如何评价、分析、提高 的工程技术。 2 衡量产品可靠性的四个主要指标包括：可靠度R (t )、 、 、故障率λ(t )。 3 产品发生故障或失效是指其不能完成 。 4 1983年到1984年，我国汽车行业开展了 ，试验车辆53台，里程36万km 。 5 汽车产品的质量从 是指的汽车的使用价值，从 是满足用户要求所应具备的质量特性。 6 概率加法定理表达式是P(A ∪B)= 。 7 概率乘法定理表达式是P(AB)= P(AB)= = 。 8 n 个数据从小到大排列，居于中央位置的数，称为 。 9 在一批数据中，出现次数最多的一个数叫 。 10 在一批数据中，最大与最小数值之差为 。 11 失效概率也称为不可靠度F （t ），通常用 来表示。 12 失效概率密度函数的定义式是： 。 13 当产品寿命服从指数分布时，平均故障前时间与故障率的关系表达式为： 。 14 基本可靠性反映了产品对维修人力费用和后勤保障资源的需求。确定基本可靠性指标时应统计产品的 。 15 任务可靠性是产品在规定的任务剖面中完成规定功能的能力。确定任务可靠性指标时仅考虑在任务期间 。 16 汽车可靠性研究中常用的分布有： 、超几何分布、二项分布、泊松分布、对数分布等。 17系统的可靠性设计有三个方面的含义：一是 ，二是 ，三是 。 18 可靠性模型主要有以下类型：串联系统、 、 ，此外还有 、复杂系统。 19 串联系统的数学模型表达式： 。 20 并联系统的数学模型表达式： 。 21 可靠性预测的流程是 ，自下而上。 22 可靠性分配的流程是 ，自上而下。
常德职业技术学院 标题：汽车防撞技术综述 校内指导教师姓名：刘雨亮 校外指导教师姓名：张恩鑫 学生名称：李嘉 系部名称：汽车工程系 专业名称：汽车检测与维修 班级名称：汽大1201班 论文提交日期： 2015.05.12
汽车防撞技术综述 目录 1 引言 (3) 2 防抱死系统（ABS）与驱动防滑系统 (3) 2.1 ABS系统 (4) 2.1.1 滑动率与地附着系数的关系............................ .. (4) 2.1.2 组成与原理 (5) 2.2 ASR系统 (6) 3 电子稳定程序控制 (7) 3.1 ESP作原理：与时俱进的卡罗拉： (7) 3.2 ESP有如下功能： (8) 3.3在从下几个方面改善汽车行驶安全性： (9) 4 汽车自动防撞系统 (9) 4.1 自动防撞系统组成部分 (9) 4.2 技术性能 (10) 4.3 汽车自动防撞器的研发现状 (10) 5 结论 (11) 致谢 (11) 参考文献 (11)
摘要：随着世界汽车工业的发展，汽车数量逐年增加，然而与汽车有关的交通 事故，却对人们的生命财产构成了日益严重的威胁。人们对提高汽车行驶安全性问题十分重视。为了保证高速公路上急速行驶汽车的安全，迫切需要防止交通事故的发生。如何有效防止车辆碰撞，这成为有效保护行车安全的重要因素。轿车上采用的防撞技术，阐述其结构组成、简单工作原理及对于防止汽车碰撞产生的积极作用，并对防撞技术的发展提出思考。 1 引言 汽车防撞系统是一种可向驾驶员预先发出视听告警信号的探测装交通管理置。它安装在汽车上，能探测接近车辆的行人、车辆或周围障碍物，能向驾驶员及乘员提前发出即将发生撞车危险的信号，使驾驶员采取应急措施来应付特殊险情，避免损失。 在众多的交通事故中，以追尾碰撞与侧向碰撞事故这两种最为常见。在碰撞的瞬间，如果车辆具有某些防撞设备，将大大减少事故损害。汽车防撞系统正式基于提高车辆的主动安全性来实现在行车过程中，给驾驶员提供必要的技术设施。 目前，在轿车上的防撞系统有防抱死制动系统（ABS），驱动防滑系统，电子稳定系统，自动防撞系统等。这些电子技术在汽车上的应用，大大提高了汽车的安全性能。汽车碰撞标准是检验或评价汽车碰撞安全性能的重要依据，它不但对汽车制造商具有法律的约束，而且也能够促进汽车安全性能的提搞。 2 防抱死系统(A B S)与驱动防滑系统(A S R) 汽车的检测与维修死系统(A B S)正是为了防止制动时车轮抱死而诞生的一种撞技术。 汽车在光滑路面制动时，有时候车轮会打滑，甚至令汽车的方向失控。同样，在起步或者突然加速时，驱动轮也有打滑的可能，A S R就是为了防止这样的情况发生而
全球汽车安全碰撞实验 详细介绍及安全常识 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】
（一）碰撞指标查询系统 1. 欧洲评鉴协会Euro-NCAP （1）NCAP碰撞简介 衡量性能好不好，不能由自己说了算，要经过试验验证。其中“碰撞性能试验”就是主要项目之一，也是人们最关注的试验项目，因为车祸大部分都是碰撞，这个测试结果基本反映了对乘员和行人的程度。 美国、欧洲和日本都制定了相关的乘员碰撞保护法规。例如美国国家公路交通管理局(NHTSA)颁布的FMVSS208《乘员碰撞保护》法规、欧盟重新修订的《正面碰撞乘员保护》法规、日本运输省颁布的TRAIS11-4-30《正面碰撞的基准》法规等，定期对本国生产及进口进行正面碰撞或侧面碰撞进行性试验，以检查内驾驶员及乘员在碰撞时的受伤害程度。但是，这些法规仅是这些国家或区域国家政府管理部门对产品性的最低要求，而生产企业追求的却是行业上公认的NCAP(New Car Assessment Program)，中文称为评估计划。它是一个行业性组织，定期将 企业送来或者上出现的进行碰撞试验，它规定的实车碰撞速度往往比政府制定的法规的碰撞速度要高，从而在更严重的碰撞环境下评价车内乘员的伤害程度，根据头部、胸部、腿部等主要部位的伤害程度将试验车的性进行分级。尽管NCAP 不是政府强制性实验，但由于它代表性广泛，标准科学，试验严格，组织公正，直接面向消费者公布试验结果，通过碰撞测试向消费者表示什么是的或是最的。
因此各大企业都非常重视NCAP，把它作为开发的重要评估依据，在NCAP试验取得良好成绩的，也将试验结果作为产品推广的宣传内容。 NCAP最早出现在美国，随后欧洲和日本等国都制订了相关的NCAP。其中欧洲的NCAP(European New Car Assessment Program)最具影响力和代表性。它由欧洲各国联合会、政府机关、消费者权益组识、俱乐部等组织组成，由国际联合会(FIA)牵头。欧洲NCAP不依附于任何生产企业，所需经费由欧盟提供，不定期对已上市的和进行碰撞试验，每年都组织几次。 欧洲NCAP的碰撞测试有两个基本项目，即正面和侧面碰撞。正面碰撞速度为64公里/小时，侧面碰撞速度为50公里/小时。在车辆碰撞时邀请生产企业直接参与以示公正性，还允许其产品有两次碰撞机会，当获知初次碰撞结果不理想时，会对产品进行改进或安装装置，再进行第二次碰撞，以获得最好的成绩为准。 NCAP的碰撞测试成绩通过星级(★)表示，共有五个星级，星级越高表示该车的碰撞性能越好，达到33分为满分。 （2）欧洲NCAP碰撞测试项目详解 ①NCAP正面碰撞测试标准详解
维基百科，自由的百科全书【摘】 汽车防撞系统（英语：collision avoidance system）是一种利用通讯、控制与资讯科技侦测车辆周遭的动态状况，以辅助汽车驾驶人的安全科技。依各家车厂不同的命名，另有预防碰撞系统（pre-crash system）、前方碰撞预警系统（forward collision warning system）、减少碰撞系统（collision mitigating system）等异称。 ?车道变换辅助系统（Audi Side Assist）：车尾的雷达感测器可侦测是否有车辆位于盲点区域，若系统侦测有车辆，能在驾驶人打方向灯并变换车道时，快速闪烁车侧后视镜的LED灯号，以警告侧边有来车接近。 ?车道偏离警示系统（Audi Lane Assist）：运用摄影机侦侧车道标线，若系统发现车辆开始偏移，便以震动方向盘的方式警告驾驶人；万一仍不修正偏移，则会介入并让车辆维持在车道之中。 ?预防追撞前车系统（Audi Pre Sense Front）：以雷达侦测与前车的距离，若系统判断车距过近，先是透过警示信号提醒驾驶人减速；若驾驶人并未减速，刹车辅助系统便会介入刹车，甚至加强刹车力道。假设碰撞无可避免，此系统能够在碰撞发生前0.5秒完成所有的减速，大约可降低车速达40km/hr，同时启动警示灯后告知后方来车，且维持紧闭车窗与天窗、紧缩安全带，以减少追撞意外对乘员的伤害。
BMW 德国BMW在2013年中期发表互联驾驶系统（BMW ConnectedDrive），整合了资讯、娱乐、行车辅助等多项功能，其中跟汽车防撞相关的功能包含下列： ?主动式定速控制系统（Active Cruise Control）：此系统可与碰撞警示暨刹车启动系统、车道变换警示系统、怠速熄火功能等一同连动。在巡航定速的状态下，当前方车辆进入感测器的监控范围时，系统会自动降速以保持安全间距； 等到前方车道净空时又恢复原先设定的时速。此系统除了兼具怠速熄火功能外，和其他车厂的定速装置最大的差异是在定速状态下，可踩油门以高于定速的速度超车，放掉油门后又恢复成原先订定的时速。当前车突然刹车时，碰撞警示暨刹车启动系统会先在抬头显示器显示视觉警告，若驾驶人没有反应，系统会介入并闪烁警示灯、发出声响，驾驶人再未反应，系统直接启动刹车。 ?夜视系统：红外线感应器可在夜间侦测到行人，万一系统侦测到车辆可能撞击到行人，智能预先警示系统会将两个光点打向行人以警告之，但不会造成任何目眩影响。 ?车道偏离与车道变换警示系统：雷达与摄影镜头可监控路况，并在变换车道及与他车距离过近时发出警示。邻车处于驾驶人的视线死角或从后方快速接近时，系统会在后视镜上亮灯警告；当驾驶人浑然未觉仍要变换车道时，系统会以震动方向盘的方式发出警告，且后视镜也会出现闪烁的警告符号。当车速超过时速70公里时，系统便会监控路标、与他车的相对位置、路面或线道边缘与车辆的距离等。只要车辆不慎偏离目前的车道，系统便会震动方向盘以警告驾驶人。
汽车碰撞安全性研究现状及趋势 发表时间：2019-01-14T16:17:21.703Z 来源：《防护工程》2018年第31期作者：章辉 [导读] 汽车碰撞的安全关系到车体的安全和乘员的安全。 安徽江淮汽车集团股份有限公司技术中心安徽省合肥市 230000 摘要：自从汽车诞生以来，汽车的安全性就有了提高。如今，汽车已成为人们学习、工作和生活不可或缺的工具，对人们的生活和生产产生了深远的影响。汽车作为一种便捷的现代交通工具，给人们带来了极大的便利，但也因为汽车所造成的交通事故给人们的生命和财产安全带来了严重的威胁。 关键词：汽车；碰撞；模拟；抗撞性 引言 汽车碰撞的安全关系到车体的安全和乘员的安全。这在我国汽车研究领域还没有深入到这一领域，技术的研究和发展需要很长的时间，尤其是在车身碰撞的情况下。如何提高车体的防撞能力，减少伤害事故，车体结构的改进已经比较完善，车体结构技术的进一步改进相当困难。 1汽车碰撞安全性研究现状 1.1车辆建模技术与数值模拟计算 车辆建模技术是汽车主动避撞系统开发及评价的关键技术之一，目前已经运用混合建模技术将理论分析模型和车辆实验数据结合，充分利用各动力总成现有的标准数据，建立模拟汽车主动避擅系统中车辆行驶复杂工况的纵向动力学模型，并实现了基于通用软件的仿真，现有的建模技术基本可以满足汽车主动避撞系统的要求。比较简洁的模型如清华大学汽车安全与节能国家重点实验室建立的应用于汽车主动避撞系统、可模拟车辆运行全过程的车辆纵向动力学模型，它分别实现了车辆纵向动力学模型的建立及简化、发动机模型简化、液力耦合器及自动变速器模型和车辆驱动系模型。各单元模型按照图1所示动力传递路线组合，就能得到适用于汽车主动避撞系统的纵向车辆模型。基于Matalab软件实现整个模型，再利用汽车主动避撞系统实车实验平台进行实车实验验证。数值模拟计算对汽车的碰撞研究具有重要意义。碰撞过程中，汽车结构经历复杂的变形，具有物理非线性、几何非线性和材料非线性的特点。随着计算机软、硬件的飞速发展，商品化有限元软件结合并行有限元方法和并行计算技术开始利用多个CPU并行处理，以求解大规模动态非线性复杂问题。它们都是基于区域分解的并行有限元法，例如并行版的LS—DYNA 3D的RCB方法，该类方法适用于任意复杂的模型，同时也尽量减少处于内部的分区边界，将分区之间的影响减到最小。 1.2仿真实验 汽车与行人碰撞安全性的实验评价方法通常有两种：一种是利用实际车与实验用碰撞假人进行碰撞实验，另一种是利用模拟假人的部件对实际车或汽车部件进行冲击实验。实验过程中，假人的运动特性与实际事故中行人表现出来的特性差别较大，因而常利用模拟假人的部件对实际车或汽车部件进行冲击实验。目前欧洲和日本正在开发完善生物拟合性能较好的假人，如本田公司开发的POLARII——DUMMY。美国UN ECE工作组正在根据现有的研究成果开发行人碰撞GTR(Global Tech—nicalRegulation)，而且根据JARI(日本汽车研究所)和日本MLlT(国土基础设施交通厅)的工作，制定了头部冲击实验程序，他们下一步将制定下肢与保险杠冲击的实验方法。目前已经开发出具有较好生物拟合特性的行人仿真计算机模型，利用该模型进行行人在碰撞过程中的运动学特性计算机仿真的结果与实际碰撞实验结果吻合较好，尤其是头部与汽车的冲击部位，其平均准确率可达到91．9％。因此，采用计算机仿真与实验相结合的混合实验方法在汽车与行人碰撞性能评价方面具有较好的应用前景。 1.3实际科研开发 从事汽车安全的科研机构分别从主动安全和被动安全两方面着手研究，主动安全方面的研究项目有辅助制动装置、电子行人发射器和接受器、自动弹出式发动机罩、汽车前保险杠安全气囊和前风窗安全气囊，以及一些科学的安全管理措施；被动安全方面的研究项目有改变保险杠结构和性能、改变发动机罩结构和性能、改变翼子板支撑结构和性能、改变汽车前端造型。目前在成员防护系统方面的研究异常活跃。一些汽车制造厂商也采取措施来提高汽车碰撞的安全性。著名的钢铁公司正致力于研究制造高安全性能的轻型钢材料。通用汽车内侧板和前后梁采用激光焊接技术，从而减少总重和焊接数量。底盘总成的各零部件采用逆向淬火双相钢，提高刚度和抗撞击特性。F一150皮卡车架液压成型制造，车身采用最优化抗碰撞特性设计，在撞击传到客仓之前吸收能量，前梁呈折叠式坍塌，消耗撞击能量。美国汽车商正在优化汽车前端结构件几何形状匹配，加大结构件吸收撞击力的能力。 2汽车碰撞研究 2.1直接碰撞过程 直接碰撞过程是指汽车和汽车从开始接触瞬间到脱离接触的瞬间所经历的时问。一般情况下，碰撞作用阶段经历的时间在70—120ms 以内，在碰撞前期及变形阶段汽车的横摆角速度、横摆角等参数都几乎不会有变化。而在后期及恢复阶段这些参数会发生变化，因此，在研究碰撞变形有关的内容时，以碰撞接触后恢复阶段作为研究阶段。 2.2碰撞后过程 汽车与汽车脱离接触瞬间到车辆停止的时间，当脱离接触后和可能会发生二次碰撞的问题，也可能在脱离接触后汽车与周边固定物再次发生碰撞的问题，这也是汽车安全性能研究的问题。 2.3碰撞研究的方法 汽车碰撞安全性的研究方法主要有：撞试验研究和虚拟试验研究两种方法。汽车实车碰撞试验主要通过实车碰撞试验，根据碰撞试验结果做分析研究。随着计算机仿真技术的发展，采用虚拟仿真模拟碰撞试验取得了突破性的进展，现在作为碰撞试验的主要手段。 3解决汽车碰撞安全性问题的发展趋势 车辆建模技术水平直接关系着安全性研究，更贴近实际运行工况的混合建模技术是车辆建模的发展方向，优化数值模拟计算从而提高仿真运算速度是汽车碰撞仿真技术发展的核心。先进的计算机技术的不断发展，将来可以利用商品化有限元软件结合并行有限元方法和并
《汽车可靠性技术》复习题及答案 一、填空题 1．可靠性工程是研究如何评价、分析、提高产品可靠的工程技术。 2．产品发生故障或失效是指其不能完成规定的功能。 3．汽车产品的质量从经济学观点是指的汽车的使用价值，从管理学观点是满足用户要求所应具备的质量特性。 4． n个数据从小到大排列，居于中央位置的数，称为中位数。 5．在一批数据中，出现次数最多的一个数叫众数。 6．在一批数据中，最大与最小数值之差为样本极差。 7. 可靠性可以分为固有可靠性、使用可靠性、基本可靠性和任务可靠性。 8．基本可靠性反映了产品对维修人力费用和后勤保障资源的需求。确定基本可靠性指标时应统计产品的所有寿命单位和所有的故障. 9 可靠性寿命指标包括中位寿命、特征寿命和额定寿命。 10．汽车可靠性研究中常用的分布有：指数分布、威布尔分布、正态分布、超几何分布、二项分布、泊松分布、对数分布等。 11．可靠性模型主要有以下类型：串联系统、并联系统混联系统，此外还有备用冗长余系统、复杂系统。 12．抽样检查中，判断能力用检查水平表示，即判断能力强，检查水平高。 二、名词解释 1．可靠性：可靠性是指产品在规定的条件和规定的时间内，完成规定的功能的能力。 2．可靠性工程：为达到产品可靠性要求而开展的一系列设计、研制、生产、试验和管理工作。 3．基本可靠性：产品在规定的条件下，无故障的持续时间或概率。 4．任务可靠性：产品在规定的任务剖面内完成规定功能的能力。 5．失效概率分布函数：通常用累积故障概率的分布函数来表示产品失效概率或不可靠度，这种函数，称不可靠度函数或累积失效概率分布函数，简称失效概率分布函数。 6．故障率：工作到某时刻尚未发生故障的产品，在该时刻后单位时间内发生故障的概率。 7．可靠寿命：指给定的可靠度所对应的产品工作时间。 8．使用寿命：指产品在规定的使用条件下，具有可接受的故障率的工作时间区间。 9．可靠性模型：指的是系统可靠性逻辑框图(也称可靠性方框图)及其数学模型。