汽车碰撞的基本规律

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1、第!)卷第"期山东理工大学学报<自然科学版JZBG&!)[B&"$##%年!!月UB/?87GBCV378MB89-8;H0?2;@DBCI0E38BGB9D

2、律和相应的解析方程&关键词：汽车碰撞；撞压量；速度；加速度中图分类号’($)#文献标识码’*!"#$%&’$(%$)*+#,-.,/,’0+1$%*+2,**$#$,(+,-./0123/45-637891:;<=0>7?@A08@BC=D87A;EF89;800?;894=7G;78-8;H0?2;@DBCI0E38BGB9D4=7G;78!!"#$%，63;87J34#/’"%/：K78DL;8M2BCH03;EG0E?723BN@7;80MND8B8G;807?C;8;@00G0A08@78

3、7GD2;22BC@O7?07?02;A/G7@10M&I30>7?7A0@0?BCH0GBE;@D47EE0G0?7@;B84E?723P/78@;@D4080?9D78ME?723CB?E037H0N008787GD20M2@7@;2@;1E7GGDN720MB83/8M?0M2BCE7GE/G7@;B8&I302@7@;2@;E>?;8E;>G0278M@30787GD@;E0P/7@;B87?09;H087@@3027A0@;A0&5+67,’8#：AB@B?H03;EG0E?723；E?

4、723P/78@;@D；H0GBE;@D；7EE0G0?7@;B8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!Q#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R!S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

5、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及其重要意义&这也是本课题系统研究的指导原则&!汽车碰撞基本规律9:9能量变化规律汽车碰撞的总能量和塑性应变能由下式确定ì!$ç!T"#$í（!）ç!$%!"!$’(!’(M)î&收稿日期’$##%1#"1!Q作者简介’刘学术

6、；!$%为应力偏张量；!$%为应变速率张量#在刚塑性假定下，对于平面问题，经过简化处理可得".!(.!).!).!(&’$%!(&’()*!)&’()+（’）!.(.).).(*(假定汽车以"角、速度!撞击前方刚性障碍物，并考虑平均受力、变形假定，则应力!($，!)$+(*)$；其中下标表示相应的各轴分量#且#()$,；引入撞压系数,$%$，即单位碰撞速度下的汽车车身撞压+)!变形量#于是有.!(-$!(-$!$&)$&)&!).(,($%!(,$%!.!)-$!)-$!$&)$&)&.).),)

7、$%!),$%!’-#$!’&’$&/)!,$%!&’’.-$!$&0)&!,!$%!!"#撞击力的变化在动量定理中引用撞压系数定义，不难推导出汽车碰撞过程中碰撞力的表达式#$!*$$（1）.,$%!!"$汽车碰撞速度与撞后变形量表达式#$!/$0（2）,$%式中,0为撞压系数&由%030+矩阵给出，一维碰撞下的撞压系数矩阵为对称阵)，其中0为碰撞类别，即$%正面碰撞、垂直碰撞、追尾碰撞#!"%汽车碰撞前方刚性障碍物经过模拟计算发现4汽车碰撞刚性障碍物的基本规律为弹道方程式0’（"）!$!567"

8、(’!’!,89:"由此可确定!1"$(%2$3/$$（-,）式中4$、2$、/$为与汽车刚度相关的特征常数#&-,)式称为判速方程#’汽车碰撞的计算分析计算分析采用;<=>=?@=(A><;计算分析软件，该软件以显示为主、隐式为辅的通用非线性动力分析有限元程序，可以求解各种二维、三维非线性结构的高速碰撞、爆炸和金属成型等非线性问题%’，!+#所用模型均对实车测量后应用软件的前处理部分进行实车建模#在计算过程中，首先以美国的实验数据为基础，对计算程序和模型进行考核，之后进入计算研究