碰撞测试中的假人是怎样炼成的

混III假人为何屡撞不爽？ 数百次试验为何状态依旧？皮肤的撕裂又愈合究竟是何人所为？高精度测量的背后又隐藏着什么？这一切的背后，是工艺的精良还是结构的鲁棒？

俗话说，一个无法满足试验精度与可靠性的假人不是一个优秀的假人。想成为一个合格的假人，不仅要有极高的身体素质（耐受性），还得在拟人的情况（生物仿真度）下反馈客观受到的伤害（人体测量学）。这样一来就不得不聊聊假人内部的构造与工艺了。这一次主要介绍Hybrid III假人、THOR假人、ES-2假人、SID-IIs、WORLDSID假人以及BioRID IIs假人等六种假人。

Hybrid III假人
有着30多年历史并仍在使用的混III系列假人，但岁月并不能磨损“他”内外兼修的精致。首先，厚度均匀的乙烯基聚合物覆盖在铸铁的头模上从而构成了“他”光滑铮亮的头部，内部的三轴加速度可以计算出人体头部撞击受到的伤害值。紧接着，看看“他”的颈部（啊！是小编梦寐以求的天鹅颈！跑题了......）的六轴力传感器，首先在铣床上由固态碳化物的铣刀精心雕琢而成，润滑剂冷却高温并且冲掉金属颗粒后，再用“千分錶”确认传感器的尺寸误差不超过0.05mm，随后再将电阻应变仪放入其中，从而可以测得撞击时的各轴力与力矩。连接应变仪的金属丝同样是非常细和脆弱，是由显微镜焊接而成。



另外比如制造厚实可靠的胸腔，需要将长条的钢带黏接到可弯曲的阻尼材料上（小编听说这种材料原本是潜艇隔音设计用的）再通过螺栓将钢带组成的胸腔总成拴到脊柱上，并用塑胶胸腔薄板（可爱的“口水兜”~）覆盖，这样的构造很好地模拟了乘员发生碰撞事故时，胸部位移与受力的关系。此外，经受住岁月考验依旧光滑的皮肤则是将长条“骨头”与力传感器替代块放入铝模中，将铝模用螺栓封起来并灌入经特别设计与人体密度相当的液态乙烯基，在170°C的烤箱中烘烤10到20分钟后取出并割掉多余的材料，最后通过肉眼检查零件确保各部分都能准确结合。



THOR假人
有着更高仿真度的正碰假人THOR，与Hybrid III假人不同的是，THOR假人增加了更多生物仿真运动学的表现（身价千万，假人中的高富帅）。例如颈部丰富了枕骨O.C.（occipital condyles）与肌肉的表现，增加了O.C.处的角度计与下颈部6轴力传感器，改善了胸部与肩部直接的交互影响。由以前单点胸部角度电位计改为了4点的3D IR-TRACC红外线伸缩杆形式的胸位移计，提高了脊柱生物仿真度，胸部与腰椎的连接关系更加灵活。同时增加了2个腹部IR-TRACC，臀部两边髋骨处新置了3轴力传感器；胫骨与脚踝处分别增加了2轴加速度传感器与测量脚踝旋转的角度电位计，并在足部也加配了3轴加速度。（THOR不禁优越地转向混III唱道“向我这样优秀的假人~”）



ES-2假人
ES-2假人的头部是基于Hybrid III假人制成的，颈部与混3假人相比，上下分别多了4个可替换的缓冲块单元；其胸部是由三个肋骨模块组成，带有弹簧线性滑块和安装在钢弹簧圈内的液压阻尼器，线性电位器可测量肋骨变形挠度和粘性指标；腹部是由可用于测量通过腹部载荷的3个力传感器组合而成，其标定通道已被更新以提高生物仿真度与可靠性；T12力传感器用来测量上躯干和下躯干之间的载荷传递；最后由氯丁橡胶的外套套在整个上躯干组件上。由于自身“半圈”形状的肋骨在侧碰过程中经常膈应着自己（......），于是向工程师申请将肋骨拐角延长了几厘米，进化升级为了ES-2re。



WORLDSID假人
WORLDSID假人代表世界统一标准的、规范的侧面碰撞假人，用于评估乘员在车辆侧向受到撞击时的受伤风险。WORLDSID假人胸部对称，如果做右驾驶侧碰试验，把胸部反过来，调整下传感器就可以了。（社会社会，厉害厉害，小编先献上膝盖......）其头部的传感器包含了测量重心处线性的加速度（x，y，z），头部重心旋转加速度（x，y，z），与头倾斜（x，y）角度。颈部上下分别含有6轴力传感器，肩部/胸部/腹部组件除仪器外，左侧和右侧是对称的，且每个肋条都装有一个测量位移的IR-TRACC单元。臀部含有前部的耻骨力传感器，后部的骶骨-髂骨力传感器与三轴加速度，与两个骨盆倾斜传感器。



SID IIs假人
SID IIs假人的头、颈、腿部也与混III5分位假人惊人的相似；其上躯干用的是超高强度钢带与高分子阻尼材料组合模拟的肩，肋骨和腹部。线性的电位计直接安装在肋骨上，配合三轴加速度可测量侧向的最大位移与粘性指数（V*C）。圆柱型的腰椎保持了假人直立的姿势。骨盆由一个可拆卸的硬质氨基甲酸乙酯材料的髂骨翼组成。髋骨撞击侧的力传感器外侧，设计了一块紧贴着的可吸能硬质黑色塞块，增加了试验的可重复性。



BioRID IIs假人
后碰鞭打BioRID IIs假人，其头部、臀部、腿部同样是基于HybridII假人与自身独特构造而修改制成的。其脊椎整体由颈部C1-C7，胸部T1-T12，腰椎L1-L5，24个单元组成，与真实人体脊椎骨节保持一致（好一个灵活的假人）。每块“锥骨”通过金属线束与插销连接，并且它们之间前后有聚氨基甲酸酯的缓冲块，整体配合能够很好的模拟驾驶员发生后碰后脊椎回弹的生物仿真效果。



每个假人的零部件繁多，生产工艺精度与要求高，仅生产耗时就超过12周，诞生后迎接他们的则是充满各种惊心动魄碰撞瞬间的一生。