Recherche sur le matériel de peau de mannequin de test de voiture

Le "test de performance de sécurité en cas de collision automobile" est l'un des éléments de test de voiture les plus concernés. Avec la croissance rapide de la production et des ventes de véhicules de tourisme dans mon pays, la sécurité des automobiles a également retenu de plus en plus l'attention des consommateurs. Le mannequin de test de collision automobile (mannequin de sécurité automobile) est un équipement de test de base indispensable pour le test de performance de sécurité en cas de collision automobile.Les données obtenues à partir du mannequin peuvent prédire le degré de risque de blessure des passagers lors d'une collision réelle. Plus la simulation du mannequin de test est réaliste, plus les résultats du test seront précis. Ce n'est qu'en comprenant l'impact du véhicule lui-même, des systèmes de sécurité et des passagers en cas d'accident que les performances de sécurité du produit peuvent être améliorées en permanence. Par conséquent, afin de mettre en œuvre le programme d'évaluation de la sécurité des voitures neuves en Chine (C-NCAP), il est nécessaire de disposer des propres mannequins de test chinois pour les tests de collision automobile 1-2.
Le mannequin de test de collision automobile est fabriqué selon le principe de similarité, qui réalise la similarité de la forme externe, l'équivalence de la structure matérielle et la simulation de la structure interne d'un modèle de corps humain rempli de divers capteurs . La "peau" du mannequin d'essai de collision automobile est un matériau composite peau-muscle bionique. En tant que première ligne de défense du mannequin d'essai de collision automobile, ses propriétés mécaniques telles que l'élasticité, la dureté et les performances de rebond affecteront directement l'énergie d'impact de le test de collision automobile atténuation, transfert et dépôt. Les performances de rebond et le facteur d'endommagement du matériau bionique affecteront l'accélération de la réponse à l'impact et le temps d'action de la charge d'impact, ce qui entraînera le changement d'amplitude et le décalage de phase du signal acquis par le capteur dans le mannequin. corps, et affecter la scientificité du test de collision de voiture pour déterminer le degré de dommages humains et la précision. En raison de la particularité du matériau bionique de la peau du mannequin d'essai de collision automobile, la dureté, la résistance, le module d'élasticité et d'autres paramètres mécaniques du matériau bionique sont caractérisés par un seul indice de dureté Shore.Pour évaluer les propriétés mécaniques des matériaux bioniques, le Le matériau de "peau" du mannequin d'essai de collision automobile est nécessaire non seulement pour résister aux dommages de l'impact de la collision, mais également pour transmettre les informations d'onde de choc aux capteurs intégrés à l'intérieur. Visant la particularité du matériau bionique de la peau du mannequin d'essai de collision automobile, la méthode d'essai d'impact a été utilisée pour collecter les informations d'impact et pour analyser le spectre d'onde de choc et l'impédance de conduction de l'onde de choc, afin d'analyser les propriétés mécaniques et résistance aux chocs de la structure du matériau de la peau bionique du mannequin d'essai de collision de voiture L'évaluation complète de l'équivalence a un rôle directeur très important dans l'analyse des données et la base théorique pour la conception, la synthèse et la préparation des matériaux de peau bionique du simulateur d'essai de collision de voiture.

1. Établissement du modèle d'impact
Le processus d'impact du mannequin lors du crash test automobile est transitoire et de courte durée

est un processus soudain et violent de libération, de transfert et de conversion d'énergie. En prenant le mannequin comme système de test, le mouvement généré par l'impact est un mouvement transitoire, et l'état du mouvement est lié à la durée de l'impact et à la période naturelle du système. Du point de vue de l'analyse théorique, le mouvement d'impact estLa réponse d'un système à une brève impulsion, à un pas ou à une autre excitation apériodique transitoire. La vibration du système causée par la réponse au choc peut disparaître rapidement, mais la contrainte maximale (ou le déplacement) qu'elle provoque peut endommager le système 3-5. Le processus de dynamique d'impact est une série de processus dynamiques qui changent avec le temps. Le modèle d'impact simplifié est établi comme le montre la figure 1 : m1 entre en collision avec m2 à une certaine vitesse initiale, et la peau humaine simulée est simplifiée en un élément élastique k pendant le test de collision de la voiture. Supposons que le coefficient de rigidité du matériau élastique est k et que la vitesse d'impact de m1 est v0, l'équation de mouvement peut être obtenue :

a,x reflète la valeur de crête d'onde positive et la largeur d'impulsion lors de l'impact ; vp est 1/2 de la vitesse maximale à l'impact. Lorsque la qualité du marteau d'impact et la vitesse d'impact sont constantes, la largeur d'impulsion est liée au coefficient de rigidité k du matériau élastique. Par conséquent, en testant la forme d'onde d'impact, en collectant les informations d'impact et en analysant le spectre d'onde de choc et le choc l'impédance de conduction des ondes, le matériau bionique de la peau du mannequin d'essai de collision automobile est analysé.Les propriétés mécaniques de la structure et l'équivalence de la résistance aux chocs sont évaluées de manière approfondie.

2 Analyse des tests d'impact
2.1 Établissement des tests d'impact
Les propriétés mécaniques des matériaux de peau bionique déterminent dans une large mesure les avantages et les inconvénients du matériau dans les applications pratiques. la quantité d'agent de durcissement et de charge et le temps de post-durcissement affecteront les propriétés mécaniques du matériau de peau bionique. Afin de préparer une peau bionique avec des performances globales supérieures et de comprendre et maîtriser correctement les règles d'influence de ces facteurs, 4 types de matériaux avec des formulations et des temps de préparation différents ont été sélectionnés pour les échantillons de test (appelés pièce de test 1, pièce de test 2, éprouvette 3 et éprouvette 4), testée à volume égal, le diamètre de l'éprouvette est de 60 mm et l'épaisseur est de 15 mm. Le principe du test d'impact est illustré à la figure 2, et la méthode d'impact vertical est adoptée. La masse du bélier est de 150 g, et la hauteur de la surface de travail du bélier est de 200 mm de l'échantillon.Le marteau à percussion est relâché et frappe la table de percussion (échantillon) à une vitesse de v = 6 m/s. Enregistrez le pic de l'onde de choc et le spectre des ondes conduites pour analyse.

2.2 Analyse des données expérimentales
La figure 3 (a ~ d) montre les spectres des ondes de choc et des ondes transmises des quatre spécimens (la figure ci-dessus est le spectre d'onde de choc, la figure suivante est le spectre d'onde conduite), on peut voir sur la figure : (a) L'onde conduite de l'échantillon 1 oscille ; (b) L'onde de choc et le spectre d'onde conduite de l'échantillon 2 sont idéales ; (c) Fig. Le spectre de l'onde transmise de l'échantillon 3 est le phénomène d'endommagement du matériau ; (d) L'échantillon 4 reflète que la rigidité élastique de l'onde de choc dans le matériau de l'échantillon est trop forte,

L'impédance de l'onde est élevée.
La figure 4 montre la contrainte de l'éprouvette lorsqu'elle est impactée.

On peut voir sur la figure que la largeur d'impulsion des matériaux de l'échantillon 1, de l'échantillon 2 et de l'échantillon 43 est de 0,5 ms, mais la largeur d'impulsion de l'échantillon est 0,5 ms. 2 En cas d'impact, la contrainte est importante, la réponse est rapide et le signal d'onde transmis est fort. Lorsque les spécimens 1 et 4 sont impactésLa contrainte est fondamentalement la même et le signal d'onde de choc transmis est faible.
D'après l'analyse des données de test, on peut voir que la durée du temps de post-vulcanisation a une grande influence sur les propriétés du matériau. Trop long ou trop court ne peut pas donner au matériau de bonnes propriétés élastiques. Le temps de post-vulcanisation de l'échantillon 2 est de 5 h. Le matériau de peau bionique obtenu a de bonnes propriétés mécaniques ; lorsque la quantité de charge est de 5 parties, le matériau de peau bionique a un effet de renforcement très évident ; avec l'augmentation de la quantité de durcissement agent, la résistance du matériau augmente, et en même temps, l'impédance de l'onde transmise augmente également, et les performances d'impact du matériau bionique de la peau diminuent. Par conséquent, la quantité d'orthosilicate d'éthyle agent de durcissement a un effet significatif sur les propriétés des matériaux bioniques de la peau.

3 Conclusion
L'exigence pour le matériau bionique de la peau du mannequin de test de collision automobile est non seulement de résister aux dommages de l'impact de la collision, mais également de transmettre les informations d'onde de choc aux capteurs intégrés dans le mannequin de test. . En utilisant la méthode de test de choc pour collecter des informations sur le spectre des ondes de choc et la conduction des ondes de choc, il est possible d'analyser le spectre des ondes de choc et l'impédance de conduction des ondes de choc du matériau "peau" du mannequin de test de collision. la résistance aux chocs est évaluée de manière exhaustive. Les données d'analyse des performances d'impact du matériau de peau bionique du mannequin de test de collision automobile fournissent une analyse des données et une base théorique pour la conception, la synthèse et la préparation du matériau de peau bionique.

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