汽車碰撞安全性仿真試驗(yàn)

胡浩

摘 要 汽車作為現(xiàn)代化交通工具，在給人們的生活帶來(lái)便利與樂(lè)趣的同時(shí)，也因其引起的交通事故給人類的生命和財(cái)產(chǎn)帶來(lái)極大的威脅和傷害。汽車的安全性可劃分為主動(dòng)安全性和被動(dòng)安全性。主動(dòng)安全性是指汽車能夠識(shí)別潛在的危險(xiǎn)自動(dòng)減速，或當(dāng)突發(fā)的因素出現(xiàn)時(shí)，能夠在駕駛員的操作下避免發(fā)生交通事故的性能；被動(dòng)安全性是指汽車發(fā)生不可避免的交通事故后，能夠?qū)噧?nèi)乘員或行人進(jìn)行保護(hù)，以免發(fā)生傷害或使傷害降低到最小程度。交通事故原因的統(tǒng)計(jì)分析表明，以預(yù)防事故發(fā)生的主動(dòng)安全性只能避免極少部分的事故，因此提高汽車被動(dòng)安全性日趨重要。

關(guān)鍵詞 汽車碰撞 仿真試驗(yàn)

中圖分類號(hào)：U461 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1汽車碰撞研究的發(fā)展?fàn)顩r

汽車碰撞引起的交通事故按照發(fā)生的類型可分為：正面碰撞、側(cè)面碰撞、追尾碰撞和翻滾。目前國(guó)外汽車碰撞試驗(yàn)研究的機(jī)構(gòu)主要有：美國(guó)公路安全保險(xiǎn)協(xié)會(huì)、歐洲新車評(píng)價(jià)程式、應(yīng)該米拉實(shí)驗(yàn)室、日本汽車研究所等等。我國(guó)汽車安全性研究起步于80年代后期，清華大學(xué)最早建立了臺(tái)車試驗(yàn)臺(tái)，開(kāi)展汽車安全性的研究。目前具有汽車碰撞試驗(yàn)?zāi)芰Φ臋C(jī)構(gòu)有：中國(guó)汽車技術(shù)研究中心、清華大學(xué)汽車碰撞試驗(yàn)室、一汽二汽汽車研究所等。

汽車碰撞法規(guī)主要依據(jù)美國(guó)和歐洲標(biāo)準(zhǔn)，我國(guó)目前的使用標(biāo)準(zhǔn)都是依照歐美為藍(lán)本制定的。然而美國(guó)和歐洲的側(cè)面碰撞法規(guī)從碰撞試驗(yàn)方法，碰撞試驗(yàn)假人以及傷害指數(shù)，代表“標(biāo)準(zhǔn)車”的品質(zhì)、吸能塊的外形、尺寸以及剛度都不相同。因此，歐美關(guān)于汽車側(cè)面碰撞法規(guī)的差異，給汽車生產(chǎn)商開(kāi)發(fā)造成很大的障礙，統(tǒng)一的側(cè)面碰撞法規(guī)是現(xiàn)在的主要工作，側(cè)面碰撞假人系統(tǒng)的統(tǒng)一也是迫切需要解決的問(wèn)題。

那么，當(dāng)前汽車安全性研究主要包括以下方面：

（1）車身結(jié)構(gòu)的耐撞性研究主要是轎車車身對(duì)碰撞能力的吸收特性，尋求改善車身結(jié)構(gòu)對(duì)撞性的方法，在保證乘員安全空間的前提下，使得車身變形的碰撞能量最大，從而使得車內(nèi)乘員的碰撞能量降低到最小。目前采用的方法是實(shí)車碰撞和計(jì)算機(jī)仿真相結(jié)合的方法。

（2）乘員約束系統(tǒng)以及安全內(nèi)飾件的研究開(kāi)發(fā)，此目的是避免人員與內(nèi)飾件發(fā)生二次碰撞，內(nèi)飾件的研究則是使人與內(nèi)飾件發(fā)生二次碰撞時(shí)，對(duì)人體造成的傷害最小化。安全帶是乘員保護(hù)系統(tǒng)中最早采用的裝備，其是為了約束人體相對(duì)汽車的運(yùn)動(dòng)，對(duì)保護(hù)乘員有顯著效果。安全氣囊是另一種保護(hù)措施，它與安全帶的匹配可以對(duì)乘員進(jìn)行有效的保護(hù)。還有安全座椅，吸能式方向盤(pán)，軟化的內(nèi)飾件等等對(duì)于二次碰撞都可以有效的保護(hù)人身安全。

2汽車安全性的研究方法

汽車安全性研究目前主要采用幾種方法；臺(tái)架動(dòng)手試驗(yàn)、臺(tái)車碰撞模擬試驗(yàn)、實(shí)車碰撞試驗(yàn)和計(jì)算機(jī)仿真研究試驗(yàn)。臺(tái)架動(dòng)手試驗(yàn)主要用來(lái)模擬人體不同部位與車輛有關(guān)部件之間的碰撞，以評(píng)價(jià)車輛部件本身的安全性能；臺(tái)車碰撞模擬試驗(yàn)主要用來(lái)對(duì)車內(nèi)乘員約束系統(tǒng)進(jìn)行性能評(píng)價(jià)，其原理是利用可調(diào)機(jī)械使臺(tái)車獲得可重復(fù)的、接近于實(shí)車碰撞的減速度波形，臺(tái)車試驗(yàn)是汽車安全性開(kāi)發(fā)中的重要手段；其次，實(shí)車碰撞試驗(yàn)主要用來(lái)對(duì)已開(kāi)發(fā)出的成品車型按照一定的法規(guī)進(jìn)行安全測(cè)試，實(shí)車碰撞試驗(yàn)屬于破壞性實(shí)驗(yàn)，實(shí)車碰撞實(shí)驗(yàn)室造價(jià)很昂貴，一般需要牽引裝置、高速攝影裝置、車載記錄儀等設(shè)備，但是實(shí)車碰撞試驗(yàn)一般能很好地解決安全性問(wèn)題；再次，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行仿真試驗(yàn)。

與實(shí)車碰撞試驗(yàn)相比，計(jì)算機(jī)仿真測(cè)試具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）費(fèi)用低，計(jì)算機(jī)不需要進(jìn)行實(shí)車的破壞性實(shí)驗(yàn)，也不要大量的設(shè)備，可以節(jié)省大量的人力、物力和財(cái)力；

（2）試驗(yàn)周期較短，利用CAD/CAM，使得虛擬樣機(jī)的概念被開(kāi)發(fā)人員所接受，使產(chǎn)品在設(shè)計(jì)，開(kāi)發(fā)階段便可預(yù)知品質(zhì)和性能，避免不必要的設(shè)計(jì)失誤。

（3）試驗(yàn)過(guò)程易受到隨機(jī)因素的影響，不易得到明確的結(jié)果，而仿真技術(shù)依賴于計(jì)算機(jī)本身，大多數(shù)仿真軟件為參數(shù)化設(shè)計(jì)，因此可以更方便的得到參數(shù)改變時(shí)的仿真結(jié)果。

（4）實(shí)車試驗(yàn)測(cè)得的結(jié)果一般是通過(guò)感應(yīng)器和高速攝影機(jī)得到的，受外部因素影響，因此結(jié)果資料不是很全面，而計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)是不受任何條件限制，所得結(jié)果也就更加全面。

綜上所訴，在我國(guó)人口快速增長(zhǎng)的年代，汽車的需求量越來(lái)越大，安全性是不能忽視的重要環(huán)節(jié)。因此汽車的安全性是汽車技術(shù)中一個(gè)重要的研究領(lǐng)域。隨著我國(guó)外貿(mào)增多，汽車產(chǎn)品質(zhì)量越來(lái)越嚴(yán)格，這就要求我國(guó)的汽車產(chǎn)品設(shè)計(jì)、試驗(yàn)研究必須與國(guó)際接軌。在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)下，必須加快發(fā)展汽車安全性的研究與實(shí)驗(yàn)。

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