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新浪汽车技术浅析碰撞测试图片里的玄机06:52:52
车辆本身的安全是一个聊得已经俗得不能再俗的话题了,但是即便如此,网上还有很多人乐于拿车祸照片来评断车辆安全性的好坏,其实这些照片往往不能反映出真实的碰撞安全指标。
假人的评分是大部分所关注的内容假人的评分是大部分所关注的内容
配置昂贵的高速摄影机是为了分析车身变形的状态配置昂贵的高速摄影机是为了分析车身变形的状态
本篇我们当然不想讨论这些车祸,而想说说碰撞测试。因为碰撞测试的条件对所有参试车辆都是一致的,更能客观的进行横向对比。作为碰撞测试结果的星级评定我们也不做讨论,这些通过假人测得的损伤评定已经很直观,而且是在试验特定环境下产生的,换句话说,实际中的车祸不可能撞得这么“漂亮”。在碰撞测试中除了假人身上浑身的传感器为评测星级提供依据外,还会安排高速摄像机记录下整个碰撞过程,安置这些昂贵的器材自然不是为了好玩,而是因为碰撞过程中车身的变形能给车辆设计者提供许多至关重要的信息。
作为一个网友,当然接触不到碰撞测试的核心数据,甚至连车内主梁变形的情况也无法看到(都被褶皱的翼子板和引擎盖所掩蔽)。所以本文将介绍如何通过碰撞图片来浅显的判断车辆结构是否坚固,并且揭示一些从图中才能看出的端倪且需要注意的部分。
1:A柱褶皱
一般车上强度最高的B柱钢板厚度不超过2mm一般车上强度最高的B柱钢板厚度不超过2mm
现代汽车车身都是由薄钢板拼焊而成,最厚的钢板不超过2mm。如此之薄的钢板要构成形状复杂并且富于曲线的车身需要精巧的结构设计。这就导致现代车架非常依赖结构强度。
图中的同学用三张A4纸卷成了三个圆柱形纸筒成功的承载了110公斤的重量,这就是利用了结构力学原理 图中同学用三张A4纸卷成了三个圆柱形纸筒成功的承载了110公斤的重量,利用了结构力学原理
为了解释什么结构强度,我必须引用一个经典的结构学实验“纸卷顶书”。薄纸卷之所以能顶住几公斤的书就是利用了纸面垂直强度最大的原理。车架也一样,薄钢板通过设计将受力方向上的材料做到最厚,其他方向很薄以减重。
A柱是车身的重要结构,碰撞时将分散撞击力A柱是车身的重要结构,碰撞时将分散撞击力
车辆的A柱与上面提到的纸卷受力原理相同,不过是将薄纸片变成了薄钢板。从上图可见,在碰撞时A柱承担了一部分冲击。所以我看碰撞测试的时候都比较关心A柱是否变形。
为什么说A柱褶皱很可怕?同样还是通过“纸卷顶书”来说明,顶着书的纸卷如果你从侧面轻轻捅它一下,只要有一点折痕整个纸卷就会被书压垮。因为那一点褶皱已经使它丧失了合理的受力结构,纸卷上出现了一个“破坏点”,整个结构就从这个“破坏点”开始扩散。当然车架设计上会留有余度,不会一点变形就导致整个结构开始溃散,但也只是略好一些。
A柱如果变形了,会发生车舱塌陷的恐怖情况A柱如果变形了,会发生车舱塌陷的恐怖情况
A柱褶皱都伴随着车舱变形A柱褶皱都伴随着车舱变形
A柱变形的结果是可怕的,图中这些A柱发生褶皱的车辆整个乘员舱都溃缩了。因为没有A柱的支撑,所以车头向上折起,压缩了前排乘员的生存空间。这种恶果发生的原因只是A柱变形了、无法支撑车尾向前冲的惯性导致车尾把车舱压瘪了。
敞篷车碰撞中车尾的惯性将底盘折弯敞篷车碰撞中车尾的惯性将底盘折弯
由此很多人会联想到敞篷车那种没有车顶、A柱戳在空气中的类型,这些敞篷车没有连贯的车顶来抵抗车尾前冲的惯性,碰撞中岂不是更危险?而实际上敞篷车都会通过加固底盘作为车顶结构的替代。但即便底盘加固了,本来由底盘和车顶同时分担的车尾的惯性全都加在底盘身上,底盘也会无助的弯折。观察上面的图片,敞篷车在碰撞时车门受到挤压而产生的变形更加严重,整个底盘明显的向上弯折。
老车型的A柱有一个明显的拐点,碰撞时A柱会从这里开始变形老车型的A柱有一个明显的拐点,碰撞时A柱会从这里开始变形
而为什么我们经常说老三样不能买,就是那种在国外早就停产了而在国内还在卖的车。它们的车身结构设计还是几十年前的水平,在当今远不能达到碰撞测试的要求,所以你们也肯定没见过捷达、桑塔纳和爱丽舍做碰撞测试。这些车古老的结构在外观上有一个明显的特征,就是A柱带个明显的拐点,2000年以后设计的车是见不到这个拐点的,而现在车的A柱又设计得更加圆滑,这一方面是考虑到风阻,另外很重要的是为了保持A柱的完整,让它不存在能出现褶皱的应力集中点。
2:翼子板的变形方向设计
好的翼子板设计能避开前门保证车门能轻松开启好的翼子板设计能避开前门保证车门能轻松开启
正面碰撞中另一个关键点是车门在碰撞后能否顺利开启。通过观察你会发现,这个指标和翼子板的设计关系很大。只要翼子板在碰撞时脱落或者中间拱起变形而没有挤压到前门,那么车门是可以很顺利打开的。
而另一些则会挤压车门,这也和有些单厢车车头短的造型有关而另一些则会挤压车门,这也和有些单厢车车头短的造型有关
反之,设计不好的翼子板不会拱起,而是向后错位直接挤压到车门或者和前门框一起变形挤压到车门,最后导致车门不能很轻松的开启。
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本篇我们当然不想讨论这些车祸,而想说说碰撞测试。因为碰撞测试的条件对所有参试车辆都是一致的,更能客观的进行横向对比。作为碰撞测试结果的星级评定我们也不做讨论,这些通过假人测得的损伤评定已经很直观,而且是在试验特定环境下产生的,换句话说,实际中的车祸不可能撞得这么“漂亮”。在碰撞测试中除了假人身上浑身的传感器为评测星级提供依据外,还会安排高速摄像机记录下整个碰撞过程,安置这些昂贵的器材自然不是为了好玩,而是因为碰撞过程中车身的变形能给车辆设计者提供许多至关重要的信息。
作为一个网友,当然接触不到碰撞测试的核心数据,甚至连车内主梁变形的情况也无法看到(都被褶皱的翼子板和引擎盖所掩蔽)。所以本文将介绍如何通过碰撞图片来浅显的判断车辆结构是否坚固,并且揭示一些从图中才能看出的端倪且需要注意的部分。
1:A柱褶皱
一般车上强度最高的B柱钢板厚度不超过2mm一般车上强度最高的B柱钢板厚度不超过2mm
现代汽车车身都是由薄钢板拼焊而成,最厚的钢板不超过2mm。如此之薄的钢板要构成形状复杂并且富于曲线的车身需要精巧的结构设计。这就导致现代车架非常依赖结构强度。
图中的同学用三张A4纸卷成了三个圆柱形纸筒成功的承载了110公斤的重量,这就是利用了结构力学原理 图中同学用三张A4纸卷成了三个圆柱形纸筒成功的承载了110公斤的重量,利用了结构力学原理
为了解释什么结构强度,我必须引用一个经典的结构学实验“纸卷顶书”。薄纸卷之所以能顶住几公斤的书就是利用了纸面垂直强度最大的原理。车架也一样,薄钢板通过设计将受力方向上的材料做到最厚,其他方向很薄以减重。
A柱是车身的重要结构,碰撞时将分散撞击力A柱是车身的重要结构,碰撞时将分散撞击力
车辆的A柱与上面提到的纸卷受力原理相同,不过是将薄纸片变成了薄钢板。从上图可见,在碰撞时A柱承担了一部分冲击。所以我看碰撞测试的时候都比较关心A柱是否变形。
为什么说A柱褶皱很可怕?同样还是通过“纸卷顶书”来说明,顶着书的纸卷如果你从侧面轻轻捅它一下,只要有一点折痕整个纸卷就会被书压垮。因为那一点褶皱已经使它丧失了合理的受力结构,纸卷上出现了一个“破坏点”,整个结构就从这个“破坏点”开始扩散。当然车架设计上会留有余度,不会一点变形就导致整个结构开始溃散,但也只是略好一些。
A柱如果变形了,会发生车舱塌陷的恐怖情况A柱如果变形了,会发生车舱塌陷的恐怖情况
A柱褶皱都伴随着车舱变形A柱褶皱都伴随着车舱变形
A柱变形的结果是可怕的,图中这些A柱发生褶皱的车辆整个乘员舱都溃缩了。因为没有A柱的支撑,所以车头向上折起,压缩了前排乘员的生存空间。这种恶果发生的原因只是A柱变形了、无法支撑车尾向前冲的惯性导致车尾把车舱压瘪了。
敞篷车碰撞中车尾的惯性将底盘折弯敞篷车碰撞中车尾的惯性将底盘折弯
由此很多人会联想到敞篷车那种没有车顶、A柱戳在空气中的类型,这些敞篷车没有连贯的车顶来抵抗车尾前冲的惯性,碰撞中岂不是更危险?而实际上敞篷车都会通过加固底盘作为车顶结构的替代。但即便底盘加固了,本来由底盘和车顶同时分担的车尾的惯性全都加在底盘身上,底盘也会无助的弯折。观察上面的图片,敞篷车在碰撞时车门受到挤压而产生的变形更加严重,整个底盘明显的向上弯折。
老车型的A柱有一个明显的拐点,碰撞时A柱会从这里开始变形老车型的A柱有一个明显的拐点,碰撞时A柱会从这里开始变形
而为什么我们经常说老三样不能买,就是那种在国外早就停产了而在国内还在卖的车。它们的车身结构设计还是几十年前的水平,在当今远不能达到碰撞测试的要求,所以你们也肯定没见过捷达、桑塔纳和爱丽舍做碰撞测试。这些车古老的结构在外观上有一个明显的特征,就是A柱带个明显的拐点,2000年以后设计的车是见不到这个拐点的,而现在车的A柱又设计得更加圆滑,这一方面是考虑到风阻,另外很重要的是为了保持A柱的完整,让它不存在能出现褶皱的应力集中点。
2:翼子板的变形方向设计
好的翼子板设计能避开前门保证车门能轻松开启好的翼子板设计能避开前门保证车门能轻松开启
正面碰撞中另一个关键点是车门在碰撞后能否顺利开启。通过观察你会发现,这个指标和翼子板的设计关系很大。只要翼子板在碰撞时脱落或者中间拱起变形而没有挤压到前门,那么车门是可以很顺利打开的。
而另一些则会挤压车门,这也和有些单厢车车头短的造型有关而另一些则会挤压车门,这也和有些单厢车车头短的造型有关
反之,设计不好的翼子板不会拱起,而是向后错位直接挤压到车门或者和前门框一起变形挤压到车门,最后导致车门不能很轻松的开启。
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