汽车碰撞基本规律的研究.pdfVIP

中国汽车工程学会第七届汽车安全技术会议 2002．5，21～5．23大连 汽车碰撞基本规律研究 张长久李永俊1吕中岩。于长吉刘学术5 (1大连市公安交通警察支队，2大连众智科技发展有限公司) (3大连理]_：=大学交通事故研究咨询中心) 摘要：本文戍用非线性有限元结构分析软件对多种汽车车身结构进行碰撞过程的计算机模拟 计算，在数百例碰撞算例的计算结果中，对速度、加速度、撞压变形、能量、碰撞力作了统 计分析，给出统计规律，在此基础上，进行理论分析，弗给出相应的解析方程。 关键词：汽车碰撞、撞压量 1．前言： 汽车结构安全设计和交通事故的科学分析都要求掌握汽车肇事特征与碰撞 的基本规律。问题的难点在于：在碰撞过程中，汽车在瞬态力的作用下车身结构 产生快速的非线性大变形，单单从刚体运动学、动力学来推断碰撞前的车速是不 可能的，必须深入研究在碰撞过程中汽车结构的弹塑性性能及相关的变形、能量、 速度、加速度、撞击力的变化规律，从而确定这些特征参量与碰撞速度的非线性 关系。 研究汽车碰撞过程中碰撞速度与结构变形的关系是汽车改型、开发、设计中 十分重要的基础性研究；它对于现代道路交通事故鉴定分析的重要性逐渐引起人 们的关注。美国国家道路安全局从180台汽车碰撞试验中给出汽车的刚度系数及 其变形计算方法，日本著名的汽车交通事故鉴定专家林洋先生多次指明：“汽车 车身作为碰撞物体的特性至关重要，这是因为必须根据汽车车身的损坏状态反推 出碰撞事故的产生过程。”在他的著作中给出了汽车典型碰撞过程的汽车变形与 碰撞速度的经验公式。美、日汽车试验研究成果中给出低速下汽车碰撞速度与汽 车车身变形的线性关系。它的重要价值不仅指出几个典型碰撞下车速判别定量依 据，更重要的指明了汽车碰撞速度与结构变形的深入研究方向的重要意义。这也 是本课题系统研究的指导原则。 2．汽车碰撞基本规律 1．能量变化规律 众所周知，汽车碰撞的总能量和塑性应变能分别由下式确定 E：．}m祝2 dy E’12 ls。；q 2002，5，21～5 中国汽车工程学会第七鹰汽车安全技术会议 23大连 其中，岛——应力偏张量，￡——应变速率张量，其表达式为 Is，]：}民≥乜z (2) lf。 r。 麦 仃。J 警 三2学+驾Ox a “，谚’ 三萍+丝)2 、瑟x。 三(丝+塑1盟 (3) 2、却 瓠7 西 三等+等 d杯； 、瑟 7 。如 叙7 02 12(警+鞠Ox三2(警+警) 平均应变 z) (4) 仃。=丢(舐+O-，+盯：) o。2iLax斗y+o 在刚塑性假定下 对于平面问题，上式简化为： ‰