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汽车碰撞试验假人部分标定试验摘要：汽车的安全问题随着汽车数量的增加日益受到重视。
汽车碰撞试验是检验汽车安全性能的重要手段，而试验用假人作为汽车碰撞试验的基础工具，它对汽车安全事业的发展起着重要的作用。
碰撞试验假人的生物拟合性好坏将直接关系到车辆的碰撞安全性能是否得到正确评估，同时也间接影响乘员或行人的生命及财产安全。
对假人进行标定是保证其生物拟合性的关键措施。
通过标定，能够得到该假人在模拟环境下的各项参数，从而为验证假人是否符合标准提供了依据。
基于此，本文主要对汽车碰撞试验假人部分标定试验进行分析探讨。
关键词：汽车碰撞试验；假人部分；标定试验前言汽车安全问题随着汽车数量的增多日益受到重视。
汽车碰撞试验是汽车安全研究中至关重要的一步，由于该试验极具危险性、破坏性，所以研制符合我国人体身材特点和生物力学特性的汽车碰撞假人是势在必行的。
国外在这方面进行了大量的工作，成功开发了各种人体物理模型系统。
1、标定系统的组成汽车碰撞试验是现代制造技术、测试技术、生物医学工程技术在汽车安全工程领域中的综合应用。
在试验中，测量技术是关键技术之一。
假人分体正面碰撞试验中主要应用的是电测量法。
电测量系统由传感器、放大器、数据记录及采集处理系统构成。
信号经过信号适调、放大器、低通滤波后由信号记录仪记录，或由计算机直接采集碰撞中的测量信号，然后进行数据处理。
如图1所示。
图 1 汽车碰撞假人模拟试验标定系统工作原理图 2 采样系统界面采样系统采用Visualc++形成友好的人机界面如图2所示，从图中可看出，采样的周期和整个采样时间均可方便地在界面上选择。
最小采样周期为100μs，即最高采样频率为10kHZ，图中的停止通道窗口可选择所需的通道段，图形显示窗口可显示选定通道图形。
2、标定试验方法试验中的信息处理是在人体和机械环境中物质能量的传递过程，必须使用耐冲击、阻尼小、可靠性高的传感器来提取速度、加速度、动量等信息。
在此次假人分体正面碰撞标定试验中要测量的项目有加速度、位移和力。
汽车碰撞试验假人的部分标定试验
彭宗峰;郭祚达;林大全
【期刊名称】《机械》
【年(卷),期】2004(031)012
【摘要】汽车安全碰撞假人在汽车工业安全领域的研究中有着不可替代的作用.为了保证假人能满足汽车碰撞试验的要求,在试验前需要对试验用假人进行标定试验.本文着重讨论了假人的几个主要部分的标定试验.
【总页数】3页(P54-55,65)
【作者】彭宗峰;郭祚达;林大全
【作者单位】四川大学,制造科学与工程学院,四川,成都,610065;四川大学,制造科学与工程学院,四川,成都,610065;四川大学,制造科学与工程学院,四川,成都,610065【正文语种】中文
【中图分类】U461.91
【相关文献】
1.汽车碰撞试验及Hybrid Ⅲ(假人)应用分析 [J], 郝霆;王雍
2.汽车碰撞试验假人零部件质心测量方法及装置 [J], 解文娜;颜凌波;张伟锋;曹立波;汤骏
3.汽车碰撞试验假人皮肤材料的参数研究 [J], 曹立波;华歆;张冠军;张恺
4.汽车正碰试验假人头部与颈部标定试验研究 [J], 任建英;朱政
5.基于假人标定试验的Hybrid Ⅲ 50th假人重复性及再现性研究 [J], 季奕;高嘉辰;仲衍慧
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汽车碰撞假人标准摘要：一、汽车碰撞假人的概述二、汽车碰撞假人标准的制定原则三、汽车碰撞假人材料的选择四、汽车碰撞测试假人市场分析五、国产与进口碰撞假人的区别与应用正文：一、汽车碰撞假人的概述汽车碰撞假人是一种用于模拟汽车碰撞事故中人体反应的试验装置。
它包含了皮肤（肌肉）、骨骼和内置的各种传感器。
皮肤（肌肉）主要采用高分子材料，如某些类型的橡胶；骨骼部分一般采用金属材料，如钢材，也有研究考虑采用轻质复合材料替代；传感器则一般采用金属材料制作。
二、汽车碰撞假人标准的制定原则在制定汽车碰撞假人标准时，有两个基本原则：一是使假人的力学响应尽可能接近实际人体的情况；二是使假人的体重与实际人体相当。
这有助于确保碰撞测试结果的准确性和实用性。
三、汽车碰撞假人材料的选择选择汽车碰撞假人材料时，需要兼顾假人的力学性能和体重。
例如，高分子材料具有较好的弹性和韧性，可以模拟人体皮肤的特性；金属材料则用于构建假人的骨骼，以保证在碰撞过程中能够承受一定的冲击力；轻质复合材料则是为了减轻假人的整体重量，使其更接近实际人体。
四、汽车碰撞测试假人市场分析全球汽车碰撞测试假人市场销售额在过去几年呈现出稳定增长的态势。
据预测，到2029年，全球汽车碰撞测试假人市场销售额将达到9419万美元，年复合增长率为3.42%。
其中，中国市场在过去几年变化较快，2022年市场规模为508万美元，约占全球的7.16%。
预计到2029年，中国市场规模将达到763万美元，占全球市场的比例将有所提高。
五、国产与进口碰撞假人的区别与应用国产和进口碰撞假人在价格、性能和适用领域上存在一定差异。
国产碰撞假人在价格上具有优势，且性能逐渐接近国际水平。
然而，在高端市场领域，进口碰撞假人仍具有一定的竞争力。
在应用方面，国产碰撞假人广泛应用于我国汽车安全研究、教育和社会实践等领域，而进口碰撞假人则更多应用于高端汽车品牌和零部件制造商的碰撞测试。
总之，汽车碰撞假人作为汽车安全研究的重要工具，其标准制定、材料选择和市场应用都体现了人们对汽车安全的关注和追求。
关于汽车碰撞试验和假人应用分析汽车碰撞试验是评估车辆安全性能的一种常用方法。
在这个试验中，汽车模型通常会与特制的障碍物（如固定的墙壁或其他车辆）发生碰撞，以模拟真实道路事故中的情况。
这样的测试对于改善汽车的设计和制造至关重要，以减少驾驶员和乘客在碰撞中可能遭受的伤害。
假人应用分析是汽车碰撞试验中的另一个重要部分。
在这个过程中，特制的假人模型被放置在车辆中，并通过记录各种参数来模拟真实的人体响应。
这些参数包括头部加速度、胸部压力、脖子扭曲等，用来评估车辆在碰撞中对驾驶员和乘客的保护效果。
首先，汽车碰撞试验和假人应用分析主要目的是确保车辆在碰撞中能够保护驾驶员和乘客的生命安全。
通过这些试验，汽车制造商可以评估并改进车辆的结构和安全系统，以最大限度地减少碰撞造成的伤害。
例如，通过改变材料的强度和刚度、优化座椅和安全气囊系统、增加车身的吸能结构等，可以提高车辆的安全性能。
其次，汽车碰撞试验和假人应用分析为消费者提供了选择安全汽车的依据。
通过评估不同车型的碰撞测试结果，消费者可以对不同车辆的安全性能有一个普遍的了解，并做出明智的购车决策。
一些汽车安全机构和独立组织也会对车辆进行评级，以供消费者参考。
此外，汽车碰撞试验和假人应用分析还推动了汽车行业的技术创新和发展。
为了提高车辆的安全性能，制造商需要不断研发和应用新的材料、技术和工艺。
这些努力不仅可以改善碰撞安全性能，还可以提高燃油效率、降低废气排放等，从而推动整个汽车行业的可持续发展。
虽然汽车碰撞试验和假人应用分析在汽车安全方面起到重要的作用，但仍然存在一些限制和挑战。
首先，试验中使用的假人模型只是对真实人体的简化和理想化，无法完全代表所有人的各种形状、尺寸和生理特征。
因此，在测试结果的解释和应用时需要谨慎。
其次，汽车碰撞试验和假人应用分析仅仅是评估车辆在标准化测试条件下的安全性能，并不能完全预测真实道路事故中的情况。
事实上，真实道路事故的发生和后果受到诸多因素的影响，如驾驶员行为、道路条件、碰撞角度等。
中保研评价指标假人伤害值
中保研评价指标中的假人伤害值是指在保险行业中针对车辆碰撞测试而设定的一项指标。
在车辆碰撞测试中，假人伤害值是用来评估车辆在碰撞事件中对乘客或行人的保护程度的重要指标之一。
通常，假人伤害值是通过模拟车辆碰撞事故时，乘客或行人所承受的伤害程度来进行评估的。
这些测试可以帮助保险公司评估车辆的安全性能，从而确定保险费率和保险赔偿金额。
假人伤害值的评价指标通常包括多个方面，如头部、颈部、胸部、腿部等部位的受伤情况。
这些指标可以通过车辆碰撞测试中的模拟实验和数据采集来获取。
保险公司会根据这些指标来评估车辆的安全性能，以确定保险费率和理赔金额。
除了保险行业，假人伤害值也在汽车制造业中具有重要意义。
汽车制造商在设计和生产车辆时，会参考假人伤害值来改进车辆的安全性能，以满足相关的安全标准和法规要求。
通过降低假人伤害值，汽车制造商可以提高车辆的安全性能，减少碰撞事故对乘客和行人造成的伤害。
总的来说，假人伤害值作为中保研评价指标中的重要一项，对
于评估车辆的安全性能和保险赔偿具有重要意义，它在保险行业和
汽车制造业中都扮演着重要的角色。
通过对假人伤害值的评估和改进，可以提高车辆的安全性能，减少碰撞事故对乘客和行人的伤害，从而为社会交通安全做出贡献。
汽车碰撞试验假人的标定试验摘要：假人参数在碰撞试验中对碰撞模拟结果有显著影响，分别对汽车正面碰撞实验应用的HybridⅢ男性假人头部与颈部标定试验要求、步骤等及实验结果的分析方法进行了详细介绍，并通过具体试验对某HybridⅢ做了头部与颈部的标定。
关键字：假人；汽车正面碰撞试验；标定试验Abstract：The parameters of dummies have a significant impact on simulation results in the crash test. It illustrated the test requirements，steps and presented detailed analysis of the test results of head and neck calibration test of Hybrid Ⅲmale dummy in the front crash test. All the test methods are demonstrated in the head and neck calibration test of some Hybrid Ⅲ.Key words: anthropomorphic; vehicle frontal crash test; demarcate test1 试验意义汽车碰撞试验属于汽车被动安全的研究范围，其目的主要是检验碰撞过程中车辆对乘员的保护能力。
碰撞试验的危险性，使得在实验中不可能是用进行真人，国外研究机构在大量尸体解剖工作的基础上，根据人体的动力特性及各部位的质量大小等，制造了假人，它可以代替人体用于汽车碰撞实验，模拟真人受到的伤害情况，并经标定后可以重复使用。
在试验中，通过在假人头部、胸部以及腿部安装传感器采集试验过程中的数据，这些数据能够体现汽车碰撞时，力、位移、加速度等物理量对人体的作用，通过数据采集系统将这些数据转换为数字信号由计算机处理，通过计算得出HPC（head Performance Criterion，头部性能指标）、ThPC（Thorax Performance Criterion，胸部性能指标）、FPC（Femur Performance Criterion，大腿性能指标）等伤害指标。
CNCAP中Q10儿童假人标定试验方法研究摘要：本文旨在研究CNCAP中Q10儿童假人的标定试验方法。
首先，通过文献回顾，了解已有的儿童假人标定试验方法，并对其进行分析和比较。
然后，根据儿童生理特点，提出将身高、体重、年龄等因素纳入考虑，并建立相应的标定试验方法。
最后，通过实际试验验证提出的方法，并对其进行评估和总结。
引言：CNCAP（Childhood National Advanced Driving Simulator）是一种模拟儿童乘客行为和响应的设备，用于研究儿童乘客在车辆碰撞中的受伤情况。
在使用CNCAP之前，需要对Q10儿童假人进行准确的标定，以确保实验结果的可靠性和可重复性。
本文旨在研究CNCAP中Q10儿童假人的标定试验方法。
1.文献回顾通过文献回顾，我们了解到已有的儿童假人标定试验方法，包括静态试验法、动态试验法和仿真试验法。
静态试验法主要通过测量儿童假人的身高、体重等基本信息，以及肢体和头部的关节角度，来确定其几何尺寸和动力学特性。
动态试验法则注重儿童假人的动力响应特性，通过对其进行加速度和力的测量，以及运动学分析，来确定其运动学和动力学特性。
仿真试验法则利用计算机软件模拟系统，通过输入儿童假人的几何尺寸、材料属性和运动学特性，来模拟其在不同碰撞条件下的响应和受伤情况。
2.方法提出基于儿童生理特点和前人研究，我们提出将身高、体重、年龄等因素纳入考虑来进行儿童假人的标定试验。
具体步骤如下：（1）测量儿童假人的身高和体重，并记录下来。
（2）根据身高和体重，结合已有的儿童生长曲线，确定其年龄，并以年龄为参数进一步计算其他生理特征，如头部尺寸、四肢长度等。
（3）通过测量假人的关节角度和肌肉活动度，来确定其动力学特性。
（4）利用传感器测量儿童假人在不同速度和碰撞条件下的加速度和力的大小，并进行运动学分析，以确定其运动学和动力学特性。
3.实验验证通过实际试验验证提出的标定试验方法，并对其进行评估和总结。
汽车碰撞假人标准：在汽车碰撞测试中，使用假人进行模拟碰撞是非常重要的。
这些假人根据人类身材和体重进行设计，并被广泛用于评估汽车碰撞事故中人体受伤的风险。
在碰撞测试中，通常使用Hybrid III假人。
这种假人具有模拟真实人体的物理特性，如质量、尺寸和形状等。
它们通常被用来评估正面、侧面和追尾碰撞中人体受伤的可能性。
在正面碰撞测试中，Hybrid III假人被放置在车辆的驾驶员或乘客座位上，并使用安全带和气囊等安全装置进行固定。
在碰撞发生时，假人的身体部位会受到冲击力的作用，而这些力会被测量和记录下来。
这些数据可以帮助评估驾驶员或乘客在碰撞中可能受到的伤害类型和程度。
除了Hybrid III假人外，还有其他类型的假人也被用于汽车碰撞测试中，如儿童假人和不同身材的假人等。
这些假人被用来评估不同身材和年龄的人在碰撞中可能受到的伤害风险。
试验报告样(产)品名称：Hybrid III正碰试验假人型号：试验单位：湖南大学汽车碰撞实验室试验类别：标定试验班级：车辆1002班姓名学号：王振20101410617 试验单位：湖南大学汽车碰撞实验室新研制Hybrid III 50th假人头部标定试验一、试验目的试验目的为：检验新研制的Hybrid III 50th正碰试验假人的头部生物拟合性是否完好。
假人头部的生物拟合性是否完好主要通过以下三点进行判断：（1）假人头部三轴向合成加速度峰值应在225g～275g之间；（2）合成加速度－时间曲线应为单峰形；主峰后的合成加速度不得大于最大峰值的10%；（3）横向加速度不得大于15g。
二、试验准备（1）试验人员包括假人开发人员、数据采集专业人员、技术工人、拍照等四人；（2）检查假人头部组成部件，其包括：头部总成；颈部传感器；连接头部与颈部的枢纽销；头部安装X、Y、Z轴向加速度传感器；（3）头盖紧固旋转力矩为18N.m；检查加速度传感器安装表面平整，洁净，安装螺钉旋转力矩为7.5N.m；（4）碰撞平面尺寸为610mm×610mm×50.8mm的刚性平面，应清洁、干燥，表面粗糙度为0.0002mm～0.002mm之间，释放机构和加速度传感器的电缆部分的重量应尽量轻，以减少对标定结果的影响；（5）数据采集系统（包括传感器）符合SAE推荐规程J211的要求；数据通道等级为1000；（6）对整个过程进行拍照和视频记录。
三、试验过程（1）试验前将假人头部总成放置在温度为20.6℃～22.2℃之间（设置空调温度21℃，自动除湿模式）、湿度为10～70％的环境中24小时；试验也在此湿度和温度环境中进行；（2）检查假人头部皮肤是否有裂痕、擦伤、磨损等；试验前，将假人头部的碰撞表面、固定装置的冲击表面用酒精擦洗干净；（3）将假人头部按图1所示方式悬挂起来，使假人头部中央对称面垂直于碰撞表面，头部悬挂后尽量对称于其竖直中轴面，假人下颌根部与碰撞平面平行；a 假人标定实验准备图b 假人标定实验示意图图1 假人头部跌落标定试验（4）连接并检查传感器接线方式，确保假人头部标定时不跌落标定桌面。
汽车被动安全试验假人标定分类及应用简析摘要：随着我国汽车数量的不断增多，汽车的被动安全性能也受到了更多的关注，对汽车被动安全性能进行测试，能够了解汽车各个部件的安全性，由于碰撞具有较大的危险，因此需要用假人来代替真人进行试验，并通过对假人受伤部位进行检查，为汽车安全性能的评价做出科学的判断。
关键词：汽车；试验假人；标定分类；应用对汽车的被动安全性能进行碰撞试验，如果使用真人则具有较大的危险性，因此，使用假人来代替真人，并模拟真人在碰撞过程中的受伤情况，假人可以进行反复的利用，对汽车的碰撞安全性进行测试。
1.假人的标定分类假人标定分类可以按照假人的结构组成分为三个主要部分，传感器标定、假人部件标定、完整假人标定。
1.1传感器标定传感器标定主要分为以下三种：（1）加速传感器标定。
加速传感器主要应用在振动和冲击的测量过程中，标定校准的主要方法有绝对法和比较法两种。
在汽车碰撞试验过程中使用的加速传感器一般使用基于激振台的比较法进行校准。
要使传感器在激振台上进行固定，然后利用差分放大器连接到 Pulse Analysis 分析仪上，并分别利用 1 0 ～400 Hz 的低频和4 00 ～5000 Hz的高频进行校准频率响应，从而得到传感器的灵敏度以及幅值误差比例，同时也能够获得角度响等相关参数指标。
（2）位移传感器标定。
在车辆实施安全碰撞试验时较为一般采用位移传感器为拉线位移传感器以及电位计，在试验假人试验中通常情况下采用电位计。
通常情况下位移传感器的灵敏系系数标定计算可以利用线性千分尺和二次仪表测量值关系，电位计的标定方法主要采用组件来进行。
（3）力和力矩传感器，在假人碰撞试验过程中力传感器的标定方法并没有特殊性，与一般的传感器标定具有相似性。
标定系统中有加载机构、标定台操作系统以及标定夹具和数据采集和处理系统等构成。
1.2.假人部件标定（1）头部标定。
试验假人头部标定主要是通过将固定加速传感器的螺栓力矩拧至 7.5 N.m，头部颅骨后盖处的螺栓力矩应拧至18 N-m 。
汽车测试假人用于实验的测试方法耐汽车测试假人用于实验的测试方法：汽车碰撞检测试验有多方面的评价指标，包括假人体内各器官的加速度冲击值、所遭受的力和力矩大小以及挤压变形位移等指标，此外还要综合考核车身加速度传感器信号、车身变形量、碰撞后车门开启状况以及燃油泄漏量等。
而其中很大一部分（尤其是假人体内传感器信号数据）是需要通过电测量数据采集系统的采集处理，最终将试验结果反馈至试验人员用来计算假人伤害值和其它评价指标。
在某些情况下，电测量的通道数目多达150个，涉及到加速度、力和力矩、位移、电流和开关量等种类，由此可见，数据采集系统是汽车碰撞试验中很重要的一个测量环节。
一、汽车碰撞试验数据采集系统的特点分析碰撞试验数据是评价车辆被动安全性能的最主要依据之一，从车身和假人内部的传感器得到的模拟信号经过数据采集分析系统转化为数字信号，最终经过硬件电路和软件程序处理得到各种碰撞曲线、指标，把试验结果以量化形式表现，更易于法规的执行和更详细的车辆被动安全性能的评估。
目前在汽车碰撞试验中使用较多的数据采集系统主要有德国KT公司的MINIDAU、日本共和电业的DIS3000、美国DTS的TDAS系列、德国Messring公司的NA33等。
这些产品都可以实现汽车碰撞中数据采集的基本功能，使用起来则各有特点：MINIDAU的采集控制软件采用了ISO/DTR13499标准，并采用MS-ACCESS 来建立和维护传感器数据库，自动化程度较高，但操作起来稍稍有点复杂；DIS3000的特点是简洁实用，易于操作；TDAS体积小巧，安装灵活，界面可视化较好，且支持ISO/DTR13499数据格式标准；NA33在结构上比较灵活，能与牵引系统集成控制使用，采样频率和记录时间这两项指标较高。
1. 数据采集仪的结构抗冲击性能要求在汽车碰撞试验中，被测车辆需要达到一定的速度，这通常是通过电机牵引系统来实现的。
在被牵引加速过程中，车辆须加速行进几十米到上百米不等，因此目前应用于汽车碰撞试验的数据采集分析系统主要为车载式，实时完成数据采集任务。
一、实验背景随着汽车行业的快速发展，交通事故频发，安全性能成为消费者购车时关注的重点。
为了提高汽车的安全性，各国汽车制造商纷纷开展了一系列碰撞实验，以验证汽车在碰撞过程中的表现。
本文将介绍一次国外假人撞击实验的过程及结果。
二、实验目的1. 了解假人撞击实验的基本流程；2. 分析汽车在正面碰撞、侧面碰撞和 rear-end collision（追尾碰撞）等不同碰撞工况下的安全性能；3. 为汽车安全设计提供参考依据。
三、实验方法1. 实验设备：Hybrid III假人、碰撞试验车、高速摄影机、数据采集系统等；2. 实验步骤：（1）准备阶段：将假人安装到试验车上，调整假人座椅位置，确保假人模拟人体姿态；（2）测试阶段：进行正面碰撞、侧面碰撞和 rear-end collision实验；（3）数据分析：分析实验数据，评估汽车安全性能。
四、实验过程1. 正面碰撞实验（1）试验车以64km/h的速度与固定障碍物发生正面碰撞；（2）假人头部、胸部、腹部、骨盆等部位被高速摄影机拍摄，记录碰撞瞬间；（3）通过数据采集系统，实时监测假人各部位加速度、冲击力等数据。
2. 侧面碰撞实验（1）试验车以50km/h的速度与固定障碍物发生侧面碰撞；（2）假人头部、胸部、腹部、骨盆等部位被高速摄影机拍摄，记录碰撞瞬间；（3）通过数据采集系统，实时监测假人各部位加速度、冲击力等数据。
3. Rear-end collision实验（1）试验车以64km/h的速度追尾固定障碍物；（2）假人头部、胸部、腹部、骨盆等部位被高速摄影机拍摄，记录碰撞瞬间；（3）通过数据采集系统，实时监测假人各部位加速度、冲击力等数据。
五、实验结果与分析1. 正面碰撞实验通过分析实验数据，发现试验车在正面碰撞时，假人头部、胸部、腹部、骨盆等部位受到的冲击力较大。
汽车的安全气囊、座椅、安全带等安全配置在碰撞过程中起到了一定的保护作用。
2. 侧面碰撞实验侧面碰撞实验中，假人头部、胸部、腹部、骨盆等部位受到的冲击力较大。
硕士学位论文摘要目前，在汽车正碰法规试验中要求采用的是Hybrid III型正碰试验假人，该型假人主要用于模拟人体在汽车前碰撞中的生物力学响应，具有较高的生物拟合性。
正确评估和保证碰撞试验假人生物拟合性是汽车碰撞安全性试验研究的一项重要内容，而对碰撞试验假人进行正确标定是保证其生物拟合性的关键措施之一。
本文的目的是建立一套完整的正碰试验假人标定系统。
在系统建立中，本文深入研究了碰撞生物力学的基本理论及其在汽车前碰撞中的研究应用，对正碰试验假人组成结构特点进行了分析。
在此基础上，本文对假人标定方式进行了分析探讨，提出了其实施的理论依据，并分析了碰撞生物力学和碰撞试验假人标定系统研发之间的关系。
以此为依据，以自行设计加工和关键零部件定购的方式，本文自主研究开发了一套完整的假人标定系统。
论文系统分析了标定系统零部件的选型、试验装置设计制作的依据、数据采集系统的设计开发、假人标定程序的总结拟定及假人标定系统关键问题的解决五个主要方面的内容。
通过对正碰试验假人进行生物特性标定试验，验证了系统的正确性。
研究结果表明，通过该系统可以给Hybrid III 50th正碰试验假人进行生物特性的标定试验，更换部分零部件，也可以给其它型号的正碰假人进行标定试验。
本系统具有经济实用的特点，有较好的通用性和稳定性，有一定的推广应用价值。
关键词：汽车碰撞安全；碰撞生物力学；假人；试验装置；标定；基于碰撞生物力学的假人标定系统研究AbstractThe Hybrid III frontal crash dummy is widely used in rule test in automotive frontal crash with good anthropopathic integrality. It is an important work that correctly evaluates and protects anthropopathic integrality of crash dummy in test research for the automotive crash, and correctly calibration to the crash dummy is one of the key measures that assured dummy’s anthropopathic integrality.The aim of this paper is to develop a set of dummy’s calibration system. For which, the basic theory of Crash Biomechanics and its applications in frontal crash were analyzed completely. Based on that, the theoretics basis that dummy’s calibration ways implemented were discussed and the relations between Crash Biomechanics and dummy’s calibration system developed were analyzed in this paper.According as above, a set of whole frontal crash dummy’s calibration system had been developed with the ways that self-design and manufacture and the key calibration parts ordered, the system also had been validated by calibrating to a kind of frontal tests dummy. During the dummy’s calibration system researched and developed, the mainly work included the choice and fixing of the key calibration parts, the design and manufacture to the test equipments, the design and development of data collected system, the summarize of dummy’s calibration process and the key problems solved to calibration system.After that, the Hybrid III 50th frontal test dummy can be calibrated by this system, and replaced some parts, others kind of frontal test dummy could be calibrated too.The dummy’s calibration system has the characteristics of economy, practicality, universal and stability and has the value to extend.Key Words:Automotive Crash Safety；Crash Biomechanics；Dummy；Test Equipment；Calibration；湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
假人标定文件572整车碰撞试验与滑台碰撞试验属于汽车被动安全的研究范畴，其根本目的是检测发生碰撞的车辆，对乘员的保护能力。
碰撞试验用假人在整车碰撞试验与滑台碰撞试验中是必不可少的检测设备，用于代替真人评价人体伤害指标及乘员约束系统效果。
为排除假人自身物理特性对评价结果的影响，需保证所有碰撞试验所用假人的一致性。
因而在假人使用前，需要对假人进行标定，其目的是将生产的假人标准化，以选取符合标准的假人或通过调整使生产的假人符合标准。
假人标定主要在美国49cfrpart572法规中做出规定，无论正碰假人或者侧碰假人，均需对假人头部、颈部、胸部、腰椎等进行标定。
现有技术中标定设备采用摆臂被动减速形式，如图1所示，操作过程为：摆臂从一定高度加速落下，冲击蜂窝铝阻尼装置，摆臂在冲击蜂窝铝被动减速过程中生成负向试验波形，假人计测器采集数据，并通过数据采集模块传给操作终端。
操作终端通过分析数据判定试验结果。
现有技术包括以下问题：由于输出的波形由蜂窝铝本身材料及结构特性决定，而蜂窝铝本身结构无法准确控制决定了其无法准确输出波形；每次标定均需要一块蜂窝铝，平均一次成功标定需要十块蜂窝铝，价格昂贵。
有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种假人肢体标定方法及系统，以改善输出波形不准确，标定成本高的问题。
本发明实施例提供的一种假人肢体标定系统，所述系统包括：伺服执行机构、摆臂、假人计测模组、操作终端以及液压控制模块，所述操作终端分别与所述假人计测模组和所述液压控制模块电连接；所述操作终端用于通过所述液压控制模块控制所述伺服执行机构，所述伺服执行机构用于控制所述摆臂的运动状态，所述摆臂用于安装假人肢体，所述假人计测模组用于检测所述假人肢体的运动姿态数据；所述操作终端还用于获取所述假人计测模组检测的运动姿态数据，并生成标定结果。
进一步的，所述伺服执行机构包括液压缸和活塞杆，所述摆臂设置有滑槽，所述滑槽内设置有滑块，所述滑块与所述活塞杆的一端固定连接，所述伺服执行机构通过液压缸内的液压变化推动所述活塞杆以控制所述摆臂的运动状态。
中保研评价指标-假人伤害值的解析与评价导语：中保研评价指标是衡量车辆安全性能的重要标准，其中假人伤害值作为评价车辆安全性能的一项指标，对于车辆的安全性能评估和改进具有重要意义。
一、概念解析假人伤害值是指在车辆安全性能评估过程中使用的一种指标，它通过模拟真实交通事故中人体的承受力和伤害程度来评价车辆对人体的保护能力。
假人伤害值通常通过碰撞试验和仿真模拟等手段进行获得，并以各类身体部位的最大受力值和伤害指标表示，例如HIC（Head Injury Criterion，头部伤害准则）和Chest G（胸部伤害准则）等。
二、测试方法1. 碰撞试验：采用专门设计的试验设备，通过模拟真实事故情况，对汽车进行前、侧、后碰撞等不同类型的试验，通过测量假人头部、颈部、胸部、腹部、膝部等部位的加速度、受力等参数来推断人体可能受到的伤害程度。
2. 正面碰撞仿真：利用计算机仿真软件模拟车辆与前方物体相撞的过程，通过对车辆结构和车内假人的运动状态进行分析，得出假人在事故中受到的受力情况和伤害指标。
3. 侧面碰撞仿真：类似于正面碰撞仿真，通过模拟侧面碰撞情况，分析车辆结构和假人受力情况，获得假人伤害值。
三、评价标准1. 头部伤害准则（HIC）：通过测量头部受力和加速度，计算头部伤害准则，用于评价车辆对头部的保护能力。
标准要求HIC值不超过1000，数值越小表示伤害程度越低。
2. 胸部伤害准则（Chest G）：衡量胸部受力情况，用于评价车辆对胸部的保护能力。
一般要求Chest G值不超过60，数值越小表示对胸部伤害越小。
3. 膝部伤害准则：评价车辆膝部撞击保护能力。
通过测量膝部受力情况，分析膝部伤害准则的大小，一般要求数值不超过2500。
四、评价与改进假人伤害值作为中保研评价指标的重要组成部分，对于车辆的安全性能评估和改进具有指导意义。
根据假人伤害值的测试结果，制定相应的改进措施和设计参数，优化车辆结构和安全装备，提升车辆整体安全性能。
汽车碰撞试验假人的标定试验摘要：假人参数在碰撞试验中对碰撞模拟结果有显著影响，分别对汽车正面碰撞实验应用的HybridⅢ男性假人头部与颈部标定试验要求、步骤等及实验结果的分析方法进行了详细介绍，并通过具体试验对某HybridⅢ做了头部与颈部的标定。
关键字：假人；汽车正面碰撞试验；标定试验Abstract：The parameters of dummies have a significant impact on simulation results in the crash test. It illustrated the test requirements，steps and presented detailed analysis of the test results of head and neck calibration test of Hybrid Ⅲmale dummy in the front crash test. All the test methods are demonstrated in the head and neck calibration test of some Hybrid Ⅲ.Key words: anthropomorphic; vehicle frontal crash test; demarcate test1 试验意义汽车碰撞试验属于汽车被动安全的研究范围，其目的主要是检验碰撞过程中车辆对乘员的保护能力。
碰撞试验的危险性，使得在实验中不可能是用进行真人，国外研究机构在大量尸体解剖工作的基础上，根据人体的动力特性及各部位的质量大小等，制造了假人，它可以代替人体用于汽车碰撞实验，模拟真人受到的伤害情况，并经标定后可以重复使用。
在试验中，通过在假人头部、胸部以及腿部安装传感器采集试验过程中的数据，这些数据能够体现汽车碰撞时，力、位移、加速度等物理量对人体的作用，通过数据采集系统将这些数据转换为数字信号由计算机处理，通过计算得出HPC（head Performance Criterion，头部性能指标）、ThPC（Thorax Performance Criterion，胸部性能指标）、FPC（Femur Performance Criterion，大腿性能指标）等伤害指标。
研究人员借助这些数据，就可分析出车祸中真人的受伤程度，进而对汽车的安全性能进行定量评估。
汽车碰撞试验是汽车安全研究中至关重要的一步，由于该试验极具危险性、破坏性，所以研制符合我国人体身材特点和生物力学特性的汽车碰撞假人是势在必行的。
国外在这方面进行了大量的工作，成功开发了各种人体物理模型系统。
国外常用的假人，通过安装在其上的各种传感器，可从试验中获取所需的数据。
通过对试验数据的分析，对人体损伤指数和生命保障系统进行定性和定量的评价。
本文仅讨论假人头部和胸部的分体正面碰撞试验中标定系统的试验。
通常采用的试验数据采集处理系统为电测量系统，试验中要用到的相关传感器，数据采集处理系统和在试验中使用的假人在试验前都要进行严格的标定。
2 试验用假人假人是集人体工程学、统计学、工程力学、材料力学、生物学为一体的精密测试仪器，一个假人由近400个部件、大约60个传感器组成，造价高达4万美元左右，如果加上传感器配套设备，得需（6～7）万美元。
碰撞实验中，主要使用的假人有男性假人、女性假人、儿童假人及侧碰假人。
在国外，假人的研究已经比较成熟，诸如FTSS（First Technology SafetySystems ） 和 Robert A Denton INC 生产的假人已经能够获得标准的认可。
现在 NCAP 实验使用的假人也主要由这两家公司提供。
中国新车评价规程（C-NCAP ）标准中的100%正面碰撞实验及40%侧碰实验采用 Hybrid Ⅲ50%男性假人和5%的女性假人。
本实验中使用的是 Hybrid Ⅲ 50%男性假人。
主要的体型参数：身高177cm ，体重86kg 。
其主要的测量仪器是：（1）头部、胸部安装3个单向或一个三向加速度传感器；（2）胸部安装位移传感器；（3）大腿安装2个单向力传感器。
诸如颈部传感器、盆骨加速度传感器、腰椎传感器、颈骨传感器等可以根据实验的要求选择性安装。
Hybrid Ⅲ50%男性假人需要进行的标定实验主要有：头部冲击实验、颈部弯曲和延伸实验、胸部冲击实验、膝盖冲击实验、膝盖剪切实验等。
主要介绍其头部和颈部弯曲性标定实验。
3 标定系统的组成汽车碰撞试验是现代制造技术、测试技术、生物医学工程技术在汽车安全工程领域中的综合应用。
在试验中，测量技术是关键技术之一。
假人分体正面碰撞试验中主要应用的是电测量法。
电测量系统由传感器、放大器、数据记录及采集处理系统构成。
信号经过信号适调、放大器、低通滤波后由信号记录仪记录，或由计算机直接采集碰撞中的测量信号，然后进行数据处理。
如图1所示。
图1 汽车碰撞假人模拟试验标定系统工作原理Fig.1 Car crash simulation test dummy calibration system works.4 标定试验方法试验中的信息处理是在人体和机械环境中物质能量的传递过程，必须使用耐冲击、阻尼小、可靠性高的传感器来提取速度、加速度、动量等信息。
在此次假人分体正面碰撞标定试验中要测量的项目有加速度、位移和力。
4.1 假人的头部标定试验压电式加速度 三维传感器 （安装在头部）压电式压力传感器（安装在前额，胸部和大腿部）电位器式 位移传感器 （安装在胸部）8通道电荷 、 放大器CF-920实时数据、图形分析系统微机数据图形、分析处理系统人体损伤指数和生命保障系统相关数据和专家系统A/O4.1.1 头部标定试验要求（1）头部加速度计的最大合成加速度在（255～275）g 之间。
（2）试验中的合成加速度/时间历程曲线是单峰曲线，且主峰后的加速度振荡幅值应小于峰值的10%。
（3）横向加速度矢量不超过15g。
（4）对同一头部皮肤，两次试验之间的间隔不少于3个小时。
4.1.2 头部标定试验步骤（1）将头部总成在温度为19~25℃，相对湿度为10%~70%的环境中至少放置4小时，然后再试验；（2）用7.5Nm的力矩拧紧固定加速度传感器安装座的螺栓；用18Nm的力矩拧紧头颅骨后盖的四个紧固螺栓。
（3）用1:1:1的三氯乙烯或等效物质如酒精清洗头皮表面和碰撞板表面；（4）悬挂头部，保证前额最低点低于鼻子最低点12.7±0.1mm，且距碰撞板表面376±1mm，同时保证其中心对称面处于垂直状态；（5）利用释放装置使头部从规定高度上落下，保证一经释放头部应立即落向表面平整、刚性支撑的水平表面，其光洁度应在0.2~2.0 µm范围内；（6）同一头部两次连续试验时间间隔不应少于3 小时。
4.1.3 试验结果及试验结果分析假人头部标定的分析参数主要是头部合成加速度和横向加速度。
假人头部撞击性试验合成加速度曲线，如图2所示。
这样的结果是满足要求的。
图2 头部合成加速度曲线Fig.2 Head resultant acceleration curve.合成加速度出现偏高或偏低主要有以下下的原因：（1）头部皮肤损坏；（2）假人内部的线路出现故障。
这些问题可以通过更换假人头部皮肤、修理出现问题的线路等措施解决。
横向加速度出现偏高或者偏低主要有以下原因：①假人Y轴不水平；②在开始头部撞击试验前，头部没有绝对静止；③假人内部的线路出现故障。
这些问题可以用过调整Y轴水平、保证头部绝对静止时才释放假人头部、修理出现问题的线路等措施解决。
4.2 假人的颈部标定试验假人颈部实验主要有弯曲性实验和伸展性实验，因这两个实验的操作步骤、实验要求等基本相同，分析参数及其影响参数也基本相同，操作中主要不同是：头-颈部总成的安装方向相反，故在本文中仅对弯曲性实验进行研究与论述。
4.2.1 颈部标定试验要求（1）弯曲性试验中，头和颈部不能与任何物体接触；（2）摆与蜂窝材料接触时，摆上加速度计中心点的速度应为（6.89～7.13）m/s 之间；（3）摆的加速度－时间历程曲线应满足的要求，且曲线在（34～42）ms时达到5g，如表1 所示。
表1弯曲性试验对摆速度的要求Tab.1 Bending test on swing speed requirements时间（ms）负加速度（g）10 22.5～27.520 17.6～22.630 12.5～18.5＞30 ＜29（4）零时刻后（57～64）ms 时，平面D（通过头颅基座的水平面）应转动（64～78）°，并于（113～128）ms之间首次回弹至0°；（5）枕骨骨节处的力矩M 的最大值应出现在（47～58）ms 之间，大于88.1Nm，小于108.4Nm；力矩-时间曲线在（97～107）ms之间首次回到零度。
（6）两次试验之间的间隔不少于30分钟。
4.2.2 颈部标定试验步骤（1）试验前，至少将头-颈部总成放置在温度为（20.6～22.2）℃，相对湿度为（10～70）%的试验环境中4个小时。
（2）在完成假人头颅标定后，将头部标定用传感器拆下，装上假人颈部，装上上部颈部支架，拧紧固定螺栓，将颈部拉索上螺母的紧固力矩调整为（1.36±0.27）Nm。
（3）将头-颈部总成安装在刚性摆上，使头的中心对称面竖直，且与纵向轴线的运动平面重合；在弯曲性和伸展性两个试验中，头-颈部总成的安装方向相反。
（4）释放摆锤，使之自由落下。
4.2.3试验结果及试验结果分析假人颈部弯曲标定试验分析参数主要有：摆加速度、D 平面转动角度、枕骨骨节处力矩等。
影响摆加速度过高的因素主要有：（1）蜂窝材料的硬度不够；（2）假人内部的线路出现故障。
这些问题可以通过增加蜂窝材料硬度、修理出现故障的线路等措施解决。
影响摆加速度过低的因素主要有：①蜂窝材料的硬度过高；②假人内部的线路故障。
这些问题可以通过降低蜂窝材料硬度、修理出现问题的线路等措施解决。
影响D平面转动角度过高的因素主要有：（1）传感器故障；（2）颈部总成硬度过低；（3）假人内部线路故障；（4）颈部拉索螺母上紧固力矩不正确。
这些问题可以用过更换故障传感器、更换颈部总成、修理出现问题的线路、确保颈部拉索螺母上的紧固力矩在（1.36±0.27）Nm 之内等措施解决。
影响D 平面转动角度过低的因素主要有：①传感器故障；②颈部总成硬度过高；③假人内部的线路出现故障。
这些问题可以通过更换故障传感器、更换颈部总成、修理出现问题的线路等措施解决。
影响枕骨骨节处力矩过大的因素主要有：（1）传感器故障；（2）颈部总成硬度过高；（3）假人内部线路故障；（4）颈部倾斜块过硬。
