试  验  报  告

样(产)品名称：      Hybrid III正碰试验假人            

型       号：                                   

试验单位：        湖南大学汽车碰撞实验室           

试验类别：            标定试验               

班       级：            车辆1002班                

姓名学号：        王振  20101410617          

试验单位：湖南大学汽车碰撞实验室

新研制Hybrid III 50th假人头部标定试验

一、试验目的

试验目的为：检验新研制的Hybrid III 50th正碰试验假人的头部生物拟合性是否完好。

假人头部的生物拟合性是否完好主要通过以下三点进行判断：

（1）    假人头部三轴向合成加速度峰值应在225g～275g之间；

（2）    合成加速度－时间曲线应为单峰形；主峰后的合成加速度不得大于最大峰值的10%；

（3）    横向加速度不得大于15g。

二、试验准备

（1）    试验人员包括假人开发人员、数据采集专业人员、技术工人、拍照等四人；

（2）    检查假人头部组成部件，其包括：头部总成；颈部传感器；连接头部与颈部的枢纽销；头部安装X、Y、Z轴向加速度传感器；

（3）    头盖紧固旋转力矩为18N.m；检查加速度传感器安装表面平整，洁净，安装螺钉旋转力矩为7.5N.m；

（4）    碰撞平面尺寸为610mm×610mm×50.8mm的刚性平面，应清洁、干燥，表面粗糙度为0.0002mm～0.002mm之间，释放机构和加速度传感器的电缆部分的重量应尽量轻，以减少对标定结果的影响；

（5）    数据采集系统（包括传感器）符合SAE推荐规程J211的要求；数据通道等级为1000；

（6）    对整个过程进行拍照和视频记录。

三、试验过程

（1）    试验前将假人头部总成放置在温度为20.6℃～22.2℃之间（设置空调温度21℃，自动除湿模式）、湿度为10～70％的环境中24小时；试验也在此湿度和温度环境中进行；

（2）    检查假人头部皮肤是否有裂痕、擦伤、磨损等；试验前，将假人头部的碰撞表面、固定装置的冲击表面用酒精擦洗干净；

（3）    将假人头部按图1所示方式悬挂起来，使假人头部中央对称面垂直于碰撞表面，头部悬挂后尽量对称于其竖直中轴面，假人下颌根部与碰撞平面平行；

a 假人标定实验准备图

b 假人标定实验示意图

图1 假人头部跌落标定试验

（4）    连接并检查传感器接线方式，确保假人头部标定时不跌落标定桌面。假人头部中央对称面垂直，此时，假人额头最低点应在假人鼻子最低点的下方12.7mm处；调整假人头部悬挂线索，使头部平行于刚性碰撞面。图2为一次试验准备完成图；

图2 试验准备完成图

（5）    将头部总成从376mm的高处自由跌落在尺寸为610mm×610mm×50.8mm的刚性平面上；记录跌落全过程。

（6）    同一头部两次连续标定时间间隔为4～5小时。

四、试验结果及分析

新开发假人头部进行了1次标定试验，本次通过试验所采集的假人头部X、Y、Z方向的加速度曲线分别如下图所示：

a 第一次试验假人头部X方向加速度

b 假人头部Y方向加速度

c 第一次试验假人头部Z方向加速度

d 第一次试验假人头部合成加速度

图3第一次试验头部加速度曲线

表1 重要试验数据统计

从图2至图4加速度曲线图及表1的统计数据中可以看出：

（1）    新研制的假人头部合成加速度峰值均不满足标定要求（225g～275g之间）；

（2）    在假人头部与碰撞台相碰期间，头部横向（y轴）加速度绝对值最大为26.3219g，不满足标定要求（不超过15g）。原因待进一步试验分析。

（3）    合成加速度－时间曲线应为单峰形，试验主峰后的合成加速度次峰值为6.5g，没有超出合成加速度的峰值的10%。

综上所述， Hybrid III正碰试验假人的头部生物特性基本不符合性能要求，原因待进一步试验分析。

  
湖南大学汽车碰撞实验室试验设备及测试仪器

检 验 环 境 条 件

湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点试验室

                              2013年11月26日

 

第二篇：循环伏安法标定电极实验报告

循环伏安法

【实验目的】

学习和掌握循环伏安法的原理和实验技术。

了解可逆波的循环伏安图的特性以及测算玻碳电极的有效面积的方法。

【实验原理】

循环伏安法是在固定面积的工作电极和参比电极之间加上对称的三角波扫描电压（如图1），记录工作电极上得到的电流与施加电位的关系曲线（如图2），即循环伏安图。从伏安图的波形、氧化还原峰电流的数值及其比值、峰电位等可以判断电极反应机理。

 

与汞电极相比，物质在固体电极上伏安行为的重现性差，其原因与固体电极的表面状态直接有关，因而了解固体电极表面处理的方法和衡量电极表面被净化的程度，以及测算电极有效表面积的方法，是十分重要的。一般对这类问题要根据固体电极材料不同而采取适当的方法。

    对于碳电极，一般以Fe(CN)₆^3-/4-的氧化还原行为作电化学探针。首先，固体电极表面的第一步处理是进行机械研磨、抛光至镜面程度。通常用于抛光电极的材料有金钢砂、CeO₂、ZrO₂、MgO和α-Al₂O₃粉及其抛光液。抛光时总是按抛光剂粒度降低的顺序依次进行研磨，如对新的电极表面先经金钢砂纸粗研和细磨后，再用一定粒度的α-Al₂O₃粉在抛光布上进行抛光。抛光后先洗去表面污物，再移入超声水浴中清洗，每次2?3分钟，重复三次，直至清洗干净。最后用乙醇、稀酸和水彻底洗涤，得到一个平滑光洁的、新鲜的电极表面。将处理好的碳电极放入含一定浓度的K₃Fe(CN)₆和支持电解质的水溶液中，观察其伏安曲线。如得到如图2所示的曲线，其阴、阳极峰对称，两峰的电流值相等（i_pc / i_pa=1），峰峰电位差ΔE_p约为70 mV（理论值约59/n mV），即说明电极表面已处理好，否则需重新抛光，直到达到要求。

有关电极有效表面积的计算，可根据Randles-Sevcik公式：

在25°C时，i_p=(2.69×10⁵)n^3/2AD_o^1/2ν^1/2C_o

其中A为电极的有效面积（cm²），D_o为反应物的扩散系数(cm²/s)，n为电极反应的电子转移数，ν为扫速（V/s），C_o为反应物的浓度（mol/cm³），i_p为峰电流（A）。

【仪器和试剂】

1. CHI 660D 电化学系统，玻碳电极（d = 4mm） 为工作电极，银/氯化银电极为参比电极，铂片电极为辅助电极；

2. 固体铁氰化钾、H₂SO₄ 溶液、高纯水；

3. 100 mL 容量瓶、50 mL 烧杯、玻棒。

【实验内容】

1. 配制5 mM K₃Fe(CN)₆ 溶液（含0.5 M H₂SO₄），倒适量溶液至电解杯中；

2. 将玻碳电极在麂皮上用抛光粉抛光后，再用蒸馏水清洗干净；

3. 依次接上工作电极(绿)、参比电极(白)和辅助电极(红)；

4. 开启电化学系统及计算机电源开关，启动电化学程序，在菜单中依次选择Setup、Technique、CV、Parameter ，输入以下参数：

5. 点击Run 开始扫描，将实验图存盘后，记录氧化还原峰电位E_pc、E_pa 及峰电流I_pc、I_pa；

6. 改变扫速为0.05、0.1 和0.2 V/s，分别作循环伏安图；

7. 将4个循环伏安图叠加比较；

【数据处理】

1. 从以上所作的循环伏安图上分别求出E_pc, E_pa, ΔE_p,i_pc,i_pa,i_pc/i_pa等参数，并列表表示。

2. 在软件Origin下以氧化还原峰电流I_pc、I_pa 分别与扫速的平方根ν^1/2 作图，求算线性相关系数R。

3. 根据I_pc与扫速的平方根ν^1/2 作图得到的线性回归方程，计算所使用的玻碳电极的有效面积。（所用参数：电子转移数n=1，K₃Fe(CN)₆的扩散系数D_o=1×10^-5 cm²/s）

【思考题】

1． 从循环伏安图可以测定那些电极反应的参数？从这些参数如何判断电极反应的可逆性？

2． 如何判断碳电极表面处理的程度？

【小结】

1. 掌握循环伏安法的基本原理。

2. 了解如何根据峰电流、峰电位及峰电位差和扫描速度之间的函数关系来判断电极反应可逆性。