一种前后双向加载的汽车碰撞台车及实验方法与流程

本发明涉及汽车碰撞，具体涉及一种前后双向加载的汽车碰撞台车及实验方法。

背景技术：

1、汽车碰撞测试是车辆安全研究的重要手段。然而，使用完整车辆进行实车碰撞试验成本过高，在实际测试过程中企业往往通过滑台试验模拟车辆运动过程，实现低成本的碰撞测试仿真。

2、通过台车碰撞试验，将车辆前端结构与车内约束系统进行解耦，便于汽车企业进行针对性的碰撞安全考核和设计。正面碰撞台车及相应的实验方法在汽车碰撞安全领域得到广泛的使用。

3、随着道路交通安全要求的提高，对应的汽车碰撞测试种类也随之增多，现有的正面碰撞实验方法已经无法满足现有的碰撞测试的要求，例如现有的台车碰撞只能一方向上进行碰撞模拟，无法实现现在比较常见的先碰撞后被追尾以及紧急制动后被追尾的碰撞场景，即现有的碰撞实验方法存在适用性低的问题，无法适应当前的测试需求。

技术实现思路

1、本发明的目的之一在于提供一种前后双向加载的汽车碰撞台车及实验方法，能够解决了现有技术中在对台车碰撞测试时仅限单一方向上的加载碰撞，缺失前后双向碰撞的问题，极大提高了台车碰撞场景的多样化，能够更好的适应当前的测试需求。

2、为了达到上述目的，提供了一种前后双向加载的汽车碰撞台车，包括依次设置的牵引机构、固定壁障、样品台车和追尾台车；所述样品台车上安装有待测车辆的乘员约束系统或乘员舱内饰，以及测试假人；

3、所述样品台车的前端和后端均设置有抗冲击平面；

4、所述固定壁障的后端面上设置有用于吸取样品台车碰撞固定壁障所对应的能量的前碰撞吸能装置，所述追尾台车的前端面上设置有用于吸取追尾台车碰撞样品台车所对应能量的追尾碰撞吸能装置；所述牵引机构用于通过牵引钢索分别与样品台车、追尾台车连接，为样品台车和追尾台车提供初始动能。

5、本方案的原理及效果是：在本方案中，首先牵引机构通过牵引钢索分别对样品台车和追尾台车进行初始动能的提供，使得样品台车和追尾台车能够获得一定的速度，通过牵引机构的牵引，样品台车和追尾台车会向固定壁障所在的方向上移动，使得样品台车的前端的抗冲击平面与前碰撞吸能装置发生接触，以及追尾台车前端的追尾碰撞吸能装置与样品台车的后端的抗冲击平面发生接触，从而对应的多车碰撞的试验场景，解决了现有技术中在对台车碰撞测试时仅限单一方向上的加载碰撞，缺失前后双向碰撞的问题，极大提高了台车碰撞场景的多样化，能够更好的适应当前的测试需求。

6、现有的碰撞测试大多是从欧美国家那边引用过来的，所以在进行碰撞测试本土化时大多测试人员都是按照其所对应的测试方法下进行本土化改进，但不会就测试方法本身进行改进，而本技术人打破这种传统上的约束。

7、进一步，所述追尾台车的设置数量至少为1个。

8、有益效果：追尾台车的数量设置至少一个，这样就能实现多种追尾场景的设置，既可以追尾一辆车同时也可以多次追尾，覆盖面广，适用性高。

9、进一步，所述前碰撞吸能装置和追尾碰撞吸能装置均包括蜂窝铝、铝管、可变形钢板、实车前纵梁中的一种。

10、有益效果：多样化的选择极大提升了测试的多样化，能够根据不同的要求进行不同类型的选择，

11、进一步，所述样品台车上设置有刹车装置。

12、有益效果：在本方案中，通过在样品台车上设置刹车装置可以更好的对样品台车的状态进行控制，实现样品台车的状态多样化，能够模拟更多样化的场景，适用度高。

13、进一步，还包括用于限定样品台车和追尾台车移动方向的测试轨道。

14、有益效果：测试轨道的设置可以对样品台车和追尾台车的移动方向进行限制，从而使得其在碰撞测试时能够正面碰撞在一起，从而达到测试效果。

15、本发明还提供一种前后双向加载的汽车碰撞实验方法，包括以下步骤：

16、s1、将样品台车和追尾台车安装到测试轨道上，分别与牵引机构连接，并进行待测车辆的乘员约束系统或乘员舱内饰，以及测试假人的安装；

17、s2、根据前碰撞强度需求和追尾碰撞强度需求，对固定壁障上的前碰撞吸能装置和追尾台车上的追尾碰撞吸能装置进行选择和安装，并调整追尾台车和样品台车的配重；

18、s3、开始试验，选择对应的碰撞类型，所述碰撞类型包括第一碰撞类型和第二碰撞类型，根据选择的碰撞类型，从数据库中调取对应的碰撞步骤，并执行该碰撞步骤；

19、s4、在碰撞步骤执行过程中，当样品台车前端上的抗冲击平面与固定壁障后端设置的前碰撞吸能装置接触完成，以及样品台车后端上的抗冲击平面与追尾台车前端设置的追尾碰撞吸能装置接触完成后，结束执行该碰撞步骤，并获取样品台车上测试假人的伤害数据。

20、本方案的原理和效果：在本方案，首先将对应的样品台车和追尾台车依次放置在测试轨道上，通过测试轨道的设置将样品台车和追尾台车的行驶方向限制在测试轨道的长度方向上，从而使得碰撞实验能够准确进行。之后将待测车辆的乘员约束系统或乘员舱内饰安装在样品台车上，并将对应的碰撞假人匹配上去，从而实现对待测车辆在驾驶过程中的真实情况，也便于能够更加真实模拟。然后就是根据前碰撞和追尾碰撞的强度需求进行各自吸能装置的选择和安装，在这个过程中还会对追尾台车的配重进行调整，使其满足真实的追尾碰撞情况。

21、在完成上述的准备工作之后，就会根据自身需要的碰撞类型进行碰撞类型的选择，不同的碰撞类型对应的不同的碰撞策略，之后利用对应的碰撞策略进行碰撞试验，使得样品台车和追尾台车都加速到各自所需要的速度上之后完成对应的碰撞，即样品台车前端上的抗冲击平面与固定壁障后端设置的前碰撞吸能装置接触，样品台车后端上的抗冲击平面与追尾台车前端设置的追尾碰撞吸能装置接触，从而实现多车碰撞的试验场景。解决了现有技术中对台车碰撞仅限于单一方向上的加载碰撞，缺失前后双向碰撞的问题，提高了台车碰撞测试的多样化，同时对应的操作简单，便于试验，得到的试验数据真实性和可靠性高。

22、现有的碰撞测试大多是从欧美国家那边引用过来的，所以在进行碰撞测试本土化时大多测试人员都是按照其所对应的测试方法下进行本土化改进，但不会就测试方法本身进行改进，而本技术人打破这种传统上的约束。

23、进一步，所述第一碰撞类型所对应的碰撞步骤为：

24、s320、启动牵引机构，使得样品台车以恒定的加速度沿着测试轨道做匀加速运动，直到样品台车加速到前碰撞所需要的速度后停止加速；

25、s321、牵引到前碰撞吸能装置的后端面时，通过物理机构断开牵引钢索与样品台车的连接，使得样品台车自由撞击前碰撞吸能装置；

26、s322、启动牵引机构，使得追尾台车以恒定的加速度沿着测试轨道做匀加速运动，直到样品台车加速到前碰撞所需要的速度后停止加速；

27、s323、牵引到追尾碰撞吸能装置的后端面时，通过物理机构断开牵引钢索与样品台车的连接，使得样品台车自由撞击追尾碰撞吸能装置。

28、有益效果：在本方案中，先后进行样品台车和追尾台车的启动，从而实现对样品台车在与固定壁障发生碰撞后，与对应的追尾台车发生碰撞，实现了对在前碰撞后又被追尾碰撞的场景的还原，能够实现对该场景下数据的获取。

29、进一步，所述第二碰撞类型所对应的碰撞步骤为：

30、s310、启动牵引机构，使得样品台车以恒定的加速度沿着测试轨道做匀加速运动，直到样品台车加速到前碰撞所需要的速度后停止加速；

31、s311、牵引到aeb制动起点位置后，通过物理机构断开牵引钢索与样品台车的连接，同时启动样品台车的刹车装置，使得样品台车进行匀减速的aeb的紧急制动过程；

32、s312、在牵引机构牵引样品台车移动后，通过牵引机构，使得追尾台车以恒定的加速度沿着测试轨道做匀加速运动，直到追尾台车加速到追尾碰撞所需要的速度后停止加速；

33、s313、在启动样品台车的刹车装置时，通过物理机构断开牵引钢索与追尾台车的连接，在样品台车发生紧急制动的过程中发生追尾碰撞。

34、有益效果：在本方案中，通过先后启动样品台车和追尾台车的启动，使得对应的样品台车和追尾台车发生移动，在对应的aeb制动起点位置处所对应的时间下同时进行样品台车的紧急制动，以及追尾台车与样品台车的追尾碰撞，从而实现对在紧急制动下的追尾碰撞所对应的场景的真实模拟。

35、进一步，所述第一碰撞类型中的追尾台车和样品台车的碰撞时间满足：

36、

37、式中：t5为样品台车与固定壁障发生碰撞的时间；d1为样品台车的前端的抗冲击平面到固定障壁的前碰撞吸能装置的距离；v0为样品台车对应碰撞所需要的速度；a1为样品台车在匀加速过程中的加速度；δt0为样品台车与固定障壁发生碰撞到完全稳定下来的时间差；m为样品台车在碰撞过程中发生的位移；t4为追尾台车与样品台车发生碰撞的时间；d2为追尾台车的前端的追尾碰撞吸能装置到固定障壁的前碰撞吸能装置的距离；v1为追尾台车对应的碰撞所需要的速度；a2为追尾台车在匀加速过程中的加速度；t1为追尾台车的启动时间；l为样品台车的车身长度。

38、有益效果：在本方案中，在进行第一碰撞类型时，考虑到整个碰撞要实现在完成样品台车和固定壁障之间的碰撞之后才能进行追尾台车和样品台车的碰撞，所以通过对追尾台车与样品台车发生碰撞的时间，以及样品台车与固定壁障发生碰撞的时间的条件限定，使得碰撞满足要求，极大简化了实验过程，提高了实验的准确性，减低了实验成本。

39、进一步，所述第二碰撞类型中的追尾台车和样品台车需要满足：

40、

41、式中：v0为aeb开始前的样品台车初速度；a为aeb制动强度；δt1为在发生碰撞前aeb制动持续时间；δv为追尾时刻两台车相对碰撞强度；s0为样品台车和追尾台车在移动前的距离间隔；s1为样品台车和追尾台车的速度一致时的距离间隔；s2为样品台车和追尾台车从速度一致到发生碰撞时的距离间隔；t2为样品台车启动刹车装置进行aeb紧急制动的时间；t1为追尾台车的启动时间；a1为样品台车在匀加速过程中的加速度；a2为追尾台车在匀加速过程中的加速度；v1为追尾台车对应的碰撞所需要的速度。

42、有益效果：在本方案中，第二碰撞类型为对应的紧急制动下的被追尾，所以在样品台车启动刹车装置进行aeb紧急制动，到样品台车和追尾台车发生碰撞时，对追尾台车和样品台车各自移动的距离以及最初的距离间隔需要满足条件，避免在样品台车还没有发生紧急制动就发生碰撞的问题出现，极大提高了碰撞试验的有效性。