汽车翻滚安全性研究及试验概览

曹立波，颜凌波

（湖南大学 汽车车身先进设计制造国家重点实验室，湖南，长沙 410082）

根据各国和各地区的事故统计数据显示，翻滚事故虽然在所有交通事故中所占的比例并不大，但是它在致死事故中所占的比例非常高。在澳大利亚，翻滚事故导致了每年27%的交通事故死亡人数[1]；在欧洲，因车辆翻滚造成的死亡人数占所有交通事故死亡人数的20%[2]；在美国，翻滚事故在所有交通事故中所占的比例虽然只有2.4%，但翻滚事故中的死亡人数却占了全部交通事故死亡人数的33%[3]，而且每年因为翻滚事故中人员伤亡而导致的各方面损失达到了500亿美元[4]。在我国，翻滚事故所占比例随着正面碰撞、侧面碰撞事故所占比例的逐渐降低而呈现逐渐增多的趋势，同时，我国的翻滚事故还呈现出群死群伤的重特大事故特点，其社会影响极为恶劣[5]。因此，研究翻滚事故安全性、降低翻滚事故中的损伤具有重要的经济和社会意义。

1 翻滚碰撞事故的基本特性

1.1 翻滚碰撞事故的分类

翻滚是指汽车绕其纵轴或横轴旋转90°或90°以上的运动[6]。由此可见，翻滚事故从形态上来说基本可以分为汽车绕自身纵轴旋转的翻滚和汽车绕自身横轴旋转的翻滚两个大类。而根据美国事故样本数据—碰撞事故数据系统（National Automotive Sampling System — National Automotive Sampling System，NASS — CDS）中结合事故外因而进行的定义，翻滚可分为绊翻（Trip-over）、抛翻（Flip-over）、爬翻（Climb-over）、转翻（Turnover）、坠翻（Fall-over）、弹翻（Bounce-over）、空翻（End-over-end）、与汽车相撞引起的翻滚（Collision with other vehicle）和其它翻车引发类型（Other rollover initiation type）共9种不同的事故形式[6]。其中绊翻、抛翻、爬翻、转翻、坠翻、弹翻以及与汽车相撞引起的翻滚都属于汽车绕其自身纵轴旋转的翻滚，而空翻则属于汽车绕其自身横轴旋转的翻滚。表1列出了NASS中各种事故类型的文字定义[6]及在全部事故中所占比例[7]。由表1可知，无论是对乘用车还是轻型货车而言，绊翻是所有翻滚事故中最为常见的一种类型，其次是坠翻。图1显示了各种翻滚类型的定义[7]。

1.2 翻滚碰撞事故的主要阶段

由表1可知，无论对于乘用车还是轻型货车，超过一半的翻滚事故类型为绊翻事故。因此，绊翻事故的研究是翻滚碰撞事故研究的主要内容。而绊翻事故的主要过程基本可以分为碰撞阶段和非碰撞阶段。绊翻事故的非碰撞阶段主要是指汽车失控开始到汽车车顶与地面开始接触的这段过程。在这个阶段中，汽车首先由于驾驶员误操作等原因从正常行驶状态变为失控状态，汽车会具有一个显著的偏转角度。当汽车碰到路肩等障碍物或者地面摩擦力足够大时，汽车会开始翻滚并导致汽车车顶与地面发生碰撞接触。绊翻事故的碰撞阶段主要是指汽车车顶与地面开始接触后的过程。绊翻事故碰撞阶段开始时汽车和乘员的初始动态对最终乘员损伤的程度有着直接的影响，而这些初始动态则由非碰撞阶段中汽车和乘员的动态来决定。

表1 翻滚事故类型的定义及其所占比例

部分学者将非碰撞阶段进一步细分，从而把绊翻事故的主要过程划分为3个阶段[5,8]。其中汽车侧滑到汽车一侧轮胎或两侧轮胎离开地面的过程为绊翻事故的初始阶段；汽车离开地面后在空中翻滚的过程为空中阶段；汽车空中翻滚后汽车与地面接触的过程为接触阶段。

1.3 汽车翻滚碰撞的主要影响参数

图2显示了汽车在正常情况下所处的整体和局部坐标系[9]。在翻滚中，汽车开始碰撞的初始条件通常由3个状态参数和3个运动参数共6个初始碰撞参数来决定。因此，这6个初始碰撞参数也决定了翻滚碰撞中汽车怎么翻、翻多少圈、变形程度等动态响应结果，而这些汽车的动态响应也直接影响到了汽车内乘员的动态和损伤状况。

汽车在翻滚碰撞中具有的3个状态参数分别为偏转角度、倾斜角度和旋转角度。其中偏转角度表示汽车绕其局部坐标系Z轴旋转的角度；倾斜角度表示汽车绕其局部坐标系Y轴旋转的角度；翻滚角度是指汽车绕其局部坐标系X轴旋转的角度。而3个运动参数则反映了翻滚中汽车沿整体坐标系中两个坐标轴的平移运动和绕其自身纵轴的旋转运动。其中旋转速度反映汽车绕其自身纵轴所做的旋转运动；平移速度反映了汽车沿着整体坐标系Y轴所做的平移运动；跌落速度则反映了汽车沿整体坐标系Z轴的垂直运动，由于汽车跌落通常是自由落体运动，因此跌落速度也可以用跌落高度来表示。由于在翻滚过程中，汽车失控前在X轴方向上平移所产生的大部分动能都转化成了汽车翻转运动的动能，因此，翻滚时汽车在X轴方向上的平移运动通常都不是很大，所以可以忽略该方向上的平移运动。

2 翻滚碰撞安全性研究进展

2.1 事故数据统计结果

目前，在交通事故数据统计分析研究中较普遍的结论主要有：

（1）翻滚中离翻滚侧较远的远端乘员的损伤风险要大于离翻滚侧较近的近端乘员[10-11]。

（2）绊翻是所有翻滚事故类型中最为常见的一种[7]。

（3）大部分翻滚事故只包含1辆汽车[12]。

（4）翻滚事故中车辆翻滚圈数一般不超过两圈[13-14]。

（5）安全带对翻滚中的乘员抛出有较大的正面影响[10-11, 15-17]。

表2 翻滚中与乘员损伤程度相关的因素

除此之外，不少事故数据统计研究还指出了很多与翻滚中乘员损伤程度相关的因素。表2则详细给出了这些相关因素。

在翻滚事故中，乘员头部和面部损伤的主要影响因素是翻滚类型和车顶侧向最大变形，而乘员颈部损伤的主要影响因素包括乘员年龄、体重、车辆翻滚90°的次数和车顶竖直方向上的最大变形。在未被抛出的所有乘员中，未系安全带的乘员比系安全带的乘员有着更高的头部、面部和颈部（Head, Face and Neck, HFN）损伤风险；同时，系和未系安全带的乘员之间有着不同的HFN损伤影响因素。表3指明了系和未系安全带的乘员在翻滚中其HFN损伤的主要影响因素[23]。

但是，由于翻滚碰撞自身的复杂性和各类研究中数据处理方法和分析方法的不同，目前即使使用类似数据库数据所分析的结果也可能会不一样。例如，有些研究表明颈部不是翻滚事故中人体最常见的损伤部位之一[4,14]，而有些研究则显示颈部在翻滚事故中发生损伤的频率在所有人体部位中可排入前3位[7,24-25]。因此，需要一种更严谨可靠的方法来研究事故统计数据。

表3 系和未系安全带的乘员HFN损伤的重要影响因素

2.2 损伤机理和损伤源

2.2.1 翻滚事故中的损伤形式

很多研究表明头部、颈部和胸部是翻滚事故中最容易发生严重损伤的人体部位[10-11,16,26]。在翻滚事故中，脑损伤要比头骨骨折发生得更为频繁，而颈椎骨折则是最常见的颈部损伤[26]。表4显示了翻滚条件下人体头部、胸部、肩部、颈部和腹部最常见的损伤形式[14]。

2.2.2 翻滚事故中的损伤源及相关争议

通常情况下，车顶往往被认为是非抛出乘员头部和颈部损伤的主要损伤源[4,10,14,26]。对于系了安全带的乘员来说，胸部损伤的主要损伤源是车体内部饰件，而对于未系安全带的乘员来说，其胸部损伤的主要损伤源是转向柱[10,26]。然而，由于翻滚碰撞中车体和人体复杂的动态响应以及人们所采用的不同的分析方法和数据处理方法，翻滚事故中车顶的压溃变形与乘员损伤之间的因果关系存在着明显的争议。

直观来看，车顶压溃变形的增大会减少乘员的生存空间从而增大乘员头部和颈部的损伤风险。在20世纪50年代初，车顶强度被认为在翻滚事故乘员安全中有非常重要的作用，即车顶强度越强，乘员也就越安全。之后一些学者也通过分析实际翻滚事故得出类似的结论支持了这个观点[27]。然而，在1975年，Moffatt提出翻滚碰撞中车顶的压溃变形与乘员的头、颈部损伤没有因果联系的假设。他指出翻滚碰撞中乘员的损伤是由乘员与车体内饰的接触造成，并非是由车顶的压溃造成，增加车顶强度虽然可以减小车顶的压溃程度，但是不一定能减少或消除乘员与车体内饰之间的接触，因此翻滚碰撞中车顶的压溃变形与乘员的损伤没有直接的因果联系[28]。不少学者也通过运用交通事故数据分析[29-30]和试验[15,24,31-32]等各种方法验证了这一假设。尽管如此，仍旧有很多学者认为车顶的压溃变形是造成乘员损伤的直接原因，并通过交通事故数据分析[19,21,33-34]，重新检查Malibu试验[35-39]等各种方法来验证他们的观点。

实际上，车顶刚度对每一款车型应该有一个合理的大小。刚度太大尽管可以减少车顶的压溃变形，但会增加翻滚碰撞中的碰撞加速度，使乘员与车内的二次碰撞速度增加，从而导致乘员的损伤加剧。刚度太小，可能使车顶在翻滚碰撞中产生过大的压溃变形，直接对乘员头颈部产生伤害。因此，车顶的刚度既不宜太大也不宜太小。

2.3 物理试验

1934年，通用汽车公司进行了第1个汽车翻滚试验，该试验的方法是将汽车从一个小山坡的顶端翻滚下去[40]。在此之后的几十年中，人们发明了各种各样的整车动态翻滚试验，这些试验包括使用减速台车来协助汽车翻滚或使用专门设计的支架结构来实现汽车翻转，其试验方法越来越先进，试验种类也越来越繁多。

然而，由于翻滚碰撞事故的复杂性，目前各国还没有颁布一个强制执行的法规试验来直接测试汽车整车翻滚安全性能。到目前为止，美国216号和226号联邦机动车安全性法规（Federal Motor Vehicle Safety Standard, FMVSS ）是与乘用车翻滚防撞性相关的强制法规，而欧洲66号汽车标准法规（ECE R66）则是与载客人数超过22人的大型客车的侧翻安全性相关的强制法规。其中，FMVSS 216法规采用刚性平板顶压的方法进行车顶强度测试，其主要目的是为了降低翻滚中因汽车车顶压溃变形侵入乘员舱造成的伤亡[41]。而FMVSS 226法规是一种减少乘员抛出风险的试验，其主要目的是促进运用侧面安全气囊来降低翻滚和侧面碰撞中乘员完全或者部分地从侧面车窗被抛出的风险[42]。ECE R66法规则是采用侧翻的方法来测试大型客车的上部结构强度，其主要目的是防止侧翻中客车车顶结构侵入生存空间[43]。除此之外，FMVSS 208法规[44]是唯一涉及乘用车的整车翻滚碰撞试验法规，然而，该试验并未被要求强制执行，且有研究表明该试验由于试验中的汽车损伤严重程度[24]和汽车初始翻滚角度[7]等原因只能反映实际中很少一部分的翻滚事故。同时，美国公路交通安全管理局（National Highway Transportation Safety Administration, NHTSA）也认为该试验缺乏多次试验之间的可重复性，不适合作为一个客观评价结构安全特性的法规试验[41]。因此，该试验对车辆翻滚安全性改进的指导意义有限。

除了上述法规试验以外，目前翻滚试验研究领域内还有不少其它的翻滚试验，如斜坡/螺旋坡翻滚试验（Ramp/Corkscrew test）[45]、转向盘引导的翻滚试验(Steer-induced rollover test)[46-48]、泥土绊翻试验(Soil trip test)[49-51]、路堤翻滚试验 (Embankment test)[47]、路缘绊翻试验(Curb trip test)[49-50]和壁障翻滚试验(Barrier rollover test)[52]等等。而在这些试验中，控制翻滚碰撞系统试验、乔丹翻滚系统试验和动态翻滚试验系统试验是目前为数不多的可以重复实现翻滚试验的整车试验。除此之外，目前翻滚试验研究领域内还存在一些专门用于某项研究的子系统试验装置，如头部位移试验装置[53]、翻滚约束系统测试装置[54-55]和减速翻滚试验系统[56]等等。

2.3.1 控制翻滚碰撞试验系统

控制翻滚碰撞试验系统（Controlled Rollover Impact System, CRIS）[31,57]是由美国Exponent公司开发的一套可控制可重复的试验系统。该试验可用于评价汽车翻滚中车顶与地面碰撞时的整车结构性能和乘员约束系统保护性能。如图3所示，在CRIS试验中，试验车被连接在一辆拖车后部特别设计的支架上。拖车可通过支架带着试验车向前行驶，从而给试验车一个平移速度。在拖车行驶的过程中，试验车会一直保持旋转状态。当拖车行驶到碰撞区域时，试验车脱离支架跌落至地面发生碰撞。碰撞接触时的初始条件，如翻滚角度、偏转角度、倾斜角度、翻转速度、平移速度和跌落高度都可以通过该系统控制而且可在多次试验中重复实现。美国通用汽车公司在2003年进行的一系列CRIS试验进一步证明了CRIS试验可重复实现车顶与地面碰撞时的车体动态特性[58]。然而，CRIS试验也存在一定的不足，如只能重复实现翻滚碰撞中车体与地面的第1次碰撞，之后车体翻滚直至停止这段过程的车体动态CRIS试验无法重复实现[57]；无法对翻滚中车体侧滑等一些过程进行模拟分析[58]。

2.3.2 乔丹翻滚试验系统

乔丹翻滚系统（Jordan Rollover System,JRS）[59-60]是由美国Xprts公司开发的一套多用途可重复的翻滚试验系统。该系统可用于评价汽车翻滚中的整车结构安全性能和乘员约束系统保护性能，同时它还可以用于研究翻滚过程中的假人动态响应。试验中，试验车的两端与前后支架上的铰链连接，并通过铰链控制在旋转和下落的同时与一个移动平台发生碰撞接触。与CRIS试验一样，在JRS试验中，碰撞时车体的动态初始条件都可以通过支架等控制，而且可在多次试验中重复实现。然而，JRS试验由于设计中限制了车体的侧向位移以及去掉了车轮等部分部件也受到了是否能真实反映实际翻滚的质疑[32]。同时，JRS试验也和CRIS试验一样无法分析翻滚中车体侧滑和车体空中翻滚等一些过程中的车体动态和乘员响应[58]。另外，NHTSA指出目前JRS试验中使用的初始参数大小还缺乏足够的实际事故数据来验证，因此需要进一步的研究来决定合理的初始参数大小[41]。JRS试验的示意图如图4所示。

2.3.3 动态翻滚试验系统

动态翻滚试验系统（Dynamic Rollover Test System, DRoTS）[61]是由美国维吉尼亚大学（University of Virginia）于2011年研发完成的一个翻滚试验系统，是目前全球唯一的由学校开发的整车翻滚试验系统。该试验系统的设计思路基于JRS试验系统，试验与JRS试验一样采用支架连接被试验车，并通过支架给车体施加旋转速度和跌落速度，然后让车体与移动平台相碰从而实现翻滚中车顶与地面的接触。尽管如此，DRoTS试验系统相对JRS试验系统有了较大的改进，例如DRoTS试验可实现试验参数的单独指定和更大范围的试验初始条件，拥有更大的被试验车辆的尺寸范围，具备了进行尸体试验的能力等等。图5显示了DRoTS试验的基本结构。

2.4 仿真分析

近年来，随着计算机技术的迅速发展，计算机仿真开始成为一个非常有效的研究翻滚碰撞的方法。目前，很多研究人员利用计算机仿真模型来研究翻滚中汽车和乘员的动态，而这些模型可以划分为刚体模型和变形体模型两个大类。Chou等人将翻滚仿真模型分为简单汽车二维刚体模型、汽车刚体模型、车体结构+假人+约束系统刚体模型和有限元模型4种类型[62]，并对多种仿真模型进行了归纳总结[8]，但是，总体上看这些模型仍然属于刚体和变形体两个大类。

2.4.1 刚体模型

刚体模型主要是运用单个或多个刚体所建立的用于研究车体或乘员动态的模型。通常情况下，刚体模型还可以进一步划分为二维刚体模型和三维刚体模型。

二维刚体模型本质上是从简单汽车系统中导出的微分公式。这些简单的汽车系统可能由单个刚体组成也可能由通过铰链、弹簧和阻尼器表示的悬架系统连接起来的两个或3个刚体组成。二维刚体模型主要用于评估汽车的翻滚特性和汽车之间相对的安全特性[63]，确认汽车翻滚稳定性标准和开发翻滚检测系统[64]，模拟各种翻滚试验来理解各种试验参数下的汽车动态响应[65-67]。

三维刚体基础模型主要是指通过三维事故重建软件或者纯运动学模拟软件所建立的刚体模型。这些软件主要包括HVE (Human Vehicle Environment)[68-69]、PC-Crash[70-71]、ATB (Articulated Total Body)[72-74]以及MADYMO[75-80]等等。其中HVE和PC-Crash通常用于三维翻滚事故的重建，而ATB和MADYMO则常用于翻滚时汽车和乘员的动态研究。然而，这些软件都无法精确模拟翻滚碰撞过程中汽车车顶的变形，这也给准确了解翻滚碰撞中变形对乘员的损伤带来了一定的局限性。

2.4.2 变形体模型

变形体模型主要是指运用有限元方法来研究翻滚事故中汽车变形的有限元模型。目前，有限元方法虽已广泛用于正面碰撞和侧面碰撞的研究中，但是由于其较长的计算时间，有限元方法还很少用于翻滚碰撞的研究中。Niii等人在1995年运用一个大客车的有限元模型进行了较短的碰撞仿真[81]，这也是2006年之前唯一在文献中发表的翻滚有限元仿真模型[8]。之后，随着计算机技术的快速发展，有限元模型也越来越多地被用于各种翻滚碰撞安全性研究。其中包括SAE J2114台车试验和路缘绊翻试验中假人响应的研究[82]、各个翻滚碰撞初始参数对翻滚中车体动态[9]和乘员动态[80,83]的影响。

综上所述可见，目前有很多计算机仿真软件可以用于翻滚碰撞安全的研究，但是，还没有一个软件可以在不牺牲模拟准确性的情况下完整地模拟包括翻滚触发形式、汽车车体在与地面接触时的变形和乘员响应等结果在内的整个翻滚过程[9]。因此，各类仿真软件被单独或者结合起来使用以模拟某个特定的翻滚过程。例如，Digges等人运用HVE软件重建了翻滚事故的汽车运动特性，并将其作为MADYMO模型的输入[84]；Gopal等人将PC-Crash和MADYMO结合来模拟和研究各种翻滚试验[71]；Ootani和Pal提出了一种方法将PC-Crash和FEA方法结合来模拟路缘绊翻试验和泥土绊翻试验[85]；Parent等人将LS-DYNA与MADYMO结合使用来研究不同翻滚碰撞参数对车体动态响应和乘员损伤结果的影响[9,80]。Yan等人同样通过结合LS-DYNA和MADYMO研究了翻滚中假人损伤响应和人体损伤响应的不同[83]。

表5列出了目前翻滚碰撞安全性仿真研究领域的几个主要软件在用于翻滚仿真研究时的优缺点。

2.5 乘员保护

目前，专门用于翻滚碰撞中的被动乘员保护措施并不像正面碰撞和侧面碰撞中的被动乘员保护措施那么普遍。较为受关注的设计是运用充气装置[86]，车顶安全气囊就是其中之一。车顶安全气囊主要用于降低翻滚中乘员头部和颈部的载荷。翻滚台车试验结果表明，当车顶安全气囊打开时，假人的头部和颈部载荷有明显降低[87]。除了车顶安全气囊外，侧面安全气囊也是一种有效的被动乘员保护措施，它可以有效降低翻滚中乘员的头部位移[88]。在2011年3月，NHTSA专门发布了最新的FMVSS 226法规。该法规的主要目的就是运用侧面安全气囊等防护措施来降低翻滚中乘员完全或者部分从侧面窗户被抛出的风险[42]。然而，侧面安全气囊虽可以降低翻滚中乘员从侧面窗户被抛出的风险，但它对非抛出乘员的保护效果仍旧不清楚[86]。

表5 各软件在用于翻滚仿真研究时的优缺点

除了气囊外，安全带也是目前翻滚碰撞损伤防护中的一个主要措施。研究表明安全带在降低非抛出乘员的损伤风险方面作用较大[89]，系了安全带的乘员所承受的损伤风险低于未系安全带的乘员所承受的损伤风险。安全带可降低70%到95%的脊柱或颈部发生严重损伤的频率，同时还可降低55%的头部发生严重损伤的频率和44%的胸部发生严重损伤的频率[27]。尽管如此，目前汽车中的安全带是主要为正面碰撞所设计的，它虽可降低翻滚碰撞中一定的乘员损伤，但还是不能很好地阻止翻滚中乘员头部与车顶的接触[86]。研究还表明，乘员在翻滚中的总位移大概为35 cm。而目前汽车中车顶到一个坐直的成年人的头部的距离大概在5 cm到12.5 cm之间[90]。因此，有必要对安全带系统进行更好的优化或重新设计来提供翻滚中更好的乘员保护。

在使用传统3点式安全带所进行的安全带特性研究表明，安全带腰带与水平面之间的角度越大，腰带长度越短，肩带越靠近D环点，安全带降低乘员头部位移的效果越好[53]。同时，使用预紧器[53]和限制肩带和腰带之间的相互滑动[22]对降低翻滚中乘员的位移也有着积极的作用。

除了对现有3点式安全带进行改进外，新型安全带也是提供翻滚中更好乘员保护的一个安全带改进方向。各项研究表明，相比传统3点式安全带，充气式安全带可更有效地降低假人垂直和横向的位移，4点式安全带则可降低乘员Z向垂直位移，但是增大了Y向的横向位移[91]。3+2点式安全带对降低翻滚中乘员头部的位移基本没有效果[92-93]，但双腰带式安全带在降低翻滚中乘员头部位移方面效果明显[93]。

综上所述，图6给出了目前翻滚中一些乘员保护措施的设计示意图。

3 我国翻滚碰撞安全研究进展

由于我国汽车工业起步较晚，技术基础仍旧薄弱，汽车研究机构和企业在汽车安全方面的研究重点主要还是集中在提高汽车正面碰撞和侧面碰撞两个方面，关于翻滚碰撞安全性方面的研究基本只限于轿车和客车的仿真研究和客车的翻滚试验等，其中，仿真研究又主要分为数学模型仿真分析和客车有限元模型仿真分析两部分。

3.1 数学模型仿真分析

汽车侧面翻滚的稳定性研究是目前国内学者进行数学模型仿真研究的主要内容。其相关模型主要包括双轴汽车在稳态转向时侧倾运动的数学模型[94]、汽车侧翻和滚翻的运动学和动力学模型[95]、综合考虑悬架组合角刚度和轮胎垂向刚度的汽车静态侧翻模型[96]以及与汽车绊翻相关的“推箱”数学模型[5]等等。这些模型被建立的主要目的基本都是为了研究汽车侧面翻滚相关的稳定因素。

3.2 整车有限元仿真

由于法规方面的匮乏，目前国内关于翻滚的整车有限元仿真研究主要集中在客车的侧翻研究上面，主要方法是通过建立某客车的有限元模型，按照欧洲ECE R66标准的要求模拟客车的侧翻过程，然后根据仿真结果提出客车侧翻安全性的改进方案。这些研究之间主要的区别只是有些模型仅包含客车骨架模型[97-101]，而有些模型则在客车骨架有限元模型的基础上添加了蒙皮和挡风玻璃等子部件的模型[102-104]。何欢在2007年建立某乘用车的有限元模型，并按照美国FMVSS 208台车试验法规程序模拟该车的翻滚过程，并根据仿真结果对该车提出结构改进方案[105]。该研究也是目前国内为数不多的乘用车翻滚仿真研究。

由此可见，目前国内对翻滚中乘员的动态和损伤响应、乘用车的整车动态响应和翻滚碰撞影响参数等方面的研究还很少，有待进一步深入研究。

4 结论

本文在大量文献研究的基础上，概括阐述了目前国内外翻滚碰撞安全性的研究现状。通过以上概述可以发现，汽车在翻滚过程中通常都同时具有多个方向的平移和旋转运动，这也导致了非常复杂的汽车和乘员的空间运动，给人们预测和研究翻滚事故带来了极大的困难。目前，汽车翻滚安全性研究领域中仍旧存在事故分析结果相互矛盾、相关试验法规缺乏和相关仿真模型缺乏等问题。因此，开发一个更严谨可靠的事故统计数据研究方法，设计一套翻滚碰撞试验法规以及建立可完整研究翻滚全过程的仿真模型是未来翻滚碰撞安全性研究领域中急需解决的一些问题。

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