MPDB工况下碰撞兼容性的基本问题与车体设计原则

摘要

2021版中国新车评价规程(C-NCAP)首次引入了正面50%重叠可渐近变形移动壁障碰撞工况(MPDB)用于评价车辆的碰撞兼容性。为了提高试验车在MPDB工况中的碰撞兼容性表现,得到影响碰撞兼容性的关键车体结构和基本的结构设计原则,应用对碰理论分析MPDB工况的2个基本物理问题——壁障与车体的吸能关系和运动变形关系。基于吸能关系分配壁障和车体的吸能量给出车体的吸能设计空间。基于运动变形关系提出利用“蝶形图”改善碰撞兼容性的设计策略,并围绕控制两车的加速度和变形量给出结构改善建议。通过“蝶形图”还提出可以将MPDB工况和其他前碰工况统一起来的等效碰撞速度以评估碰撞严苛程度。针对壁障乘员载荷准则(OLC),分析车体质量、弹性回复、结构强度、吸能路径数量的影响。针对壁障变形标准差(SD)和击穿,将车体典型前部结构分成4个区域,给出每个区域中和区域间的关键结构因素。通过一个量产车的优化实例验证理论分析的有效性和兼容性设计策略的可行性。研究结果表明:壁障与车体前部结构的匹配设计是改善碰撞兼容性的关键,也是MPDB工况的基本设计原则。