专利名称：车门内饰板冲击器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于汽车碰撞试验的冲击器及确定车门内饰板刚度值的方 法。
技术背景汽车侧面碰撞是常见的交通碰撞事故类型之一，如何提高侧面碰撞时对车内乘员 的保护性能受到了汽车生产企业的日益重视。当汽车发生侧面碰撞时，车身钣金结构首先 碰撞变形，向乘员舱内侵入，推动车门内饰板和乘员身体发生碰撞接触，造成乘员伤害。可 见，良好的汽车侧面碰撞乘员保护性能不仅与车身钣金结构及其材料密切相关，同时还和 与乘员发生直接碰撞接触的车门内饰板刚度密切相关。在进行车身钣金结构设计的同时， 设计合适的车门内饰板刚度能够进一步提升汽车侧面碰撞性能。传统设计方法在进行汽车开发时，往往偏重于通过加强车身钣金结构来改善侧面 碰撞的乘员保护性能，忽略了对车门内饰板等重要零部件的结构改进和刚度优化，一方面 不利于汽车车身的轻量化发展和降低燃油消耗；另一方面增加了车身结构改进的难度和制 造成本，延长了整车开发的时间。因此，在进行车身侧面钣金结构设计时，通过合理的冲击 试验正确评价车门内饰板的刚度，然后对其进行优化设计，减轻对车身钣金结构更改的依 赖性，达到提高侧碰乘员保护性能以及节约开发时间和成本的目的。由于车门内饰板结构较为复杂，其与车内乘员身体碰撞接触时对应不同的区域， 目前汽车生产企业没有对车门内饰板刚度进行冲击测试的一套合理的冲击器，无法从实际 碰撞角度对不同车型的车门内饰板刚度进行准确评价和优化，从而导致了内饰板刚度设计 不合理，难以大幅提升汽车侧面碰撞时对乘员的保护性能。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种车门内饰板冲击器及确定车门内饰板刚度值的方法。为实现所述目的，本实用新型的基于人体侧面轮廓特征的车门内饰板冲击器，其 特点是，包括胸部区域冲击器，其包括具备人体胸部侧面的几何特征的碰撞接触面；腹部 区域冲击器，其包括具备人体腹部侧面的几何特征的碰撞接触面；髋部区域冲击器，其包括 具备人体髋部侧面的几何特征的碰撞接触面；高压气缸；以及导向杆，设置成高压气缸的 直线运动输出件，其末端连接胸部区域冲击器、腹部区域冲击器或髋部区域冲击器。所述的车门内饰板冲击器，其进一步的特点是，还包括用于固定支撑内饰板的固 定支架，内饰板和固定支架的连接方式与内饰板和实车的连接方式相同。所述的车门内饰板冲击器，其进一步的特点是，还包括设置在胸部区域冲击器、腹 部区域冲击器及髋部区域冲击器上的加速传感器，该加速器用于记录各冲击器随时间变化 的加速度信号。所述的车门内饰板冲击器，其进一步的特点是，还包括积分装置，该积分装置根据冲击器记录的加速度信号获得内饰板受冲击区域的刚度值。本实用新型的方法是利用所述的车门内饰板冲击器确定车门内饰板刚度值的方法，其特点是，将内饰板固定于固定支架上，内饰板和固定支架的连接方式与内饰板和实车 的连接方式相同；根据人体在车内的坐姿位置及人体轮廓线在内饰板上的投影，确定人体 胸部、腹部和髋部与内饰板的对应碰撞接触区域，从而将内饰板划分为3个部分，即胸部碰 撞区域、腹部碰撞区域和髋部碰撞区域；利用胸部区域冲击器的碰撞接触面、腹部区域冲击 器的碰撞接触面及髋部区域冲击器的碰撞接触面分别冲击内饰板的所述3个部分；以及分 别记录胸部区域冲击器、腹部区域冲击器及髋部区域冲击器随时间变化的加速度信号，并 根据这些加速度信号分别获得内饰板所述3个部分的刚度数值。本实用新型的有益效果如下通过采用基于人体身体侧面轮廓特征的车门内饰板冲击器对内饰板进行冲击，测 量冲击过程中的各种动力学参数例如各个冲击器的加速度，能够准确测量出内饰板不同碰 撞区域的刚度变化，反映出侧面碰撞时人体与内饰板的实际接触作用，基于试验得到的数 据进行内饰板刚度优化设计，由此提升汽车侧面碰撞的乘员保护性能；利用冲击器可以在 冲击试验中准确地评价车门内饰板的刚度，改变了以往单纯依赖通过加强车身钣金结构来 提高汽车侧面碰撞性能的传统设计方法，内饰板刚度的优化实现了侧面碰撞乘员保护性能 的快速提升，节约了制造成本和开发时间，提高了经济效益。本实用新型的前述目的、特征及有益效果将在
以下结合附图说明和具体实施方式进行详细的描述。
图1是本实用新型的胸部区域冲击器的示意图。图2是本实用新型的腹部区域冲击器的示意图。图3是本实用新型的髋部区域冲击器的示意图。图4是本实用新型的车门内饰板冲击器的进行刚度试验时的示意图。
具体实施方式
在汽车侧面碰撞时，车门内饰板与人体身体侧面不同部位对应的碰撞区域不同。 本实用新型的方法首先根据人体在车内的坐姿位置，生成人体轮廓线在内饰板上的投影， 确定汽车侧面碰撞时人体胸部、腹部和髋部与内饰板的对应碰撞接触区域，将内饰板划分 为3个部分胸部碰撞区域、腹部碰撞区域和髋部碰撞区域。内饰板的胸部、腹部和髋部三个碰撞区域，需要具有不同的刚度值以减轻碰撞时 乘员的对应的身体部位的伤害，因此本实用新型的方法利用具有合理形状特征和质量的冲 击器对其内饰板的前述3个区域的刚度进行试验测试，准确反映这些区域在与人体身体碰 撞接触过程中的刚度变化，然后基于试验数据正确地进行内饰板刚度的优化设计。如图1至图3所示，本实用新型的方法是利用具备人体身体侧面轮廓特征的车门 内饰板冲击器，来测试内饰板与人体身体各个部位碰撞接触区域的刚度，该车门内饰板冲 击器分别是内饰板胸部区域冲击器10、腹部区域冲击器20和髋部区域冲击器30。胸部区域冲击器10包括碰撞接触面10a，碰撞接触面IOa具备人体胸部侧面的几何特征，在试验中用于与内饰板的胸部碰撞区域接触，在一实施例中其基本形状尺寸为60mmX 75mmX 160mm，质量为1. 96Kg，材料为铝。腹部区域冲击器20包括碰撞接触面20a， 碰撞接触面20a具备人体腹部侧面的几何特征，在试验中用于与内饰板的腹部碰撞区域 接触，在一实施例中，基本形状尺寸为60mm(或65mm) Xl 16mmX77mm，质量为1. 68Kg，材 料为铝。髋部区域冲击器30包括碰撞接触面30a，碰撞接触面30a具备人体髋部侧面的 几何特征，在试验中用于与内饰板的髋部碰撞区域接触，在一实施例中其基本形状尺寸为 50mmX 186mm(123mm) X 144mm(130mm)，质量为3. 98Kg，材料为铝。人体胸部、腹部及髋部侧 面的几何特征可以通过对人体进行测量后借助计算机辅助软件进行三维造型确定。如图4所示，将内饰板43固定连接在固定支架44上，二者的连接方式与内饰板在 实车中的连接方式相同或者说实质相同，高压气缸41的直线运动输出件为导杆42，导杆42 的末端连接冲击器，在图4所示的实施例中，是以胸部区域冲击器10为例进行说明，显然导 杆42的末端可以选择性地连接内饰板胸部区域冲击器10、腹部区域冲击器20和髋部区域 冲击器30。本实用新型的方法通过高压气缸41产生的瞬时高气压将导向杆42和冲击器 10以一定的速度发射，冲击器10箭头A所示的方向以水平自由状态冲击内饰板对应区域， 冲击质量为不同的冲击器10、20、30质量和导向杆质量之和。在冲击器10、20或30上安装 加速度传感器，记录随时间变化的加速度信号，然后通过积分装置(可以电路或者计算机 软件)求得冲击器受到的反作用力，并获得内饰板受冲击区域的刚度数值。通过图4可以同时理解到本实用新型的基于人体侧面轮廓特征的车门内饰板冲 击器包括胸部区域冲击器10，其包括具备人体胸部侧面的几何特征的碰撞接触面IOa ；腹 部区域冲击器20，其包括具备人体腹部侧面的几何特征的碰撞接触面20a ；髋部区域冲击 器30，其包括具备人体髋部侧面的几何特征的碰撞接触面30a ；高压气缸41 ；以及导向杆 42，设置成高压气缸的直线运动输出件，其末端连接胸部区域冲击器10、腹部区域冲击器 20或髋部区域冲击器30。本实用新型的基于人体侧面轮廓特征的车门内饰板冲击器还包括用于固定支撑 内饰板43的固定支架44，内饰板和固定支架的连接方式与内饰板和实车的连接方式相同。 本实用新型的基于人体侧面轮廓特征的车门内饰板冲击器还包括设置在胸部区域冲击器 10、腹部区域冲击器20及髋部区域冲击器30上的加速传感器(没有显示)，该加速器用于 记录各冲击器随时间变化的加速度信号。本实用新型的基于人体侧面轮廓特征的车门内饰 板冲击器还包括积分装置(没有显示)，该积分装置根据冲击器记录的加速度信号获得内 饰板受冲击区域的刚度值。另外，还可以根据前述描述，对本实用新型的方法或冲击器进行更为详细的设计， 例如将高压气缸设置在升降台上，以升降对应内饰板的不同的受冲击区域。因此，虽然本实 用新型已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到， 以上的实施例仅是用来说明本实用新型，应理解其中可作各种变化和修改而在广义上没有 脱离本实用新型，所以并非作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围 内，对以上所述实施例的变化、变形都将落在本实用新型权利要求书的范围内。
权利要求一种基于人体侧面轮廓特征的车门内饰板冲击器，其特征在于，包括胸部区域冲击器，其包括具备人体胸部侧面的几何特征的碰撞接触面；腹部区域冲击器，其包括具备人体腹部侧面的几何特征的碰撞接触面；髋部区域冲击器，其包括具备人体髋部侧面的几何特征的碰撞接触面；高压气缸；以及导向杆，设置成高压气缸的直线运动输出件，其末端连接胸部区域冲击器、腹部区域冲击器或髋部区域冲击器。
2.如权利要求1所述的车门内饰板冲击器，其特征在于，还包括用于固定支撑内饰板 的固定支架，内饰板和固定支架的连接方式与内饰板和实车的连接方式相同。
3.如权利要求1所述的车门内饰板冲击器，其特征在于，还包括设置在胸部区域冲击 器、腹部区域冲击器及髋部区域冲击器上的加速传感器，该加速器用于记录各冲击器随时 间变化的加速度信号。
4.如权利要求3所述的车门内饰板冲击器，其特征在于，还包括积分装置，该积分装置 根据冲击器记录的加速度信号获得内饰板受冲击区域的刚度值。
专利摘要本实用新型提供一种车门内饰板冲击器，该车门内饰板冲击器基于人体侧面轮廓特征包括胸部区域冲击器，其包括具备人体胸部侧面的几何特征的碰撞接触面；腹部区域冲击器，其包括具备人体腹部侧面的几何特征的碰撞接触面；髋部区域冲击器，其包括具备人体髋部侧面的几何特征的碰撞接触面；高压气缸；以及导向杆，设置成高压气缸的直线运动输出件，其末端连接胸部区域冲击器、腹部区域冲击器或髋部区域冲击器。
文档编号G01M7/08GK201575895SQ20092026700
公开日2010年9月8日 申请日期2009年11月13日 优先权日2009年11月13日
发明者刘军勇, 李政, 杜汉斌, 殷雪亚, 汤晓东, 王大志, 蔡明 , 郭磊 申请人:上海汽车集团股份有限公司