汽车碰撞理论阐述及碰撞事故再现

史吏

摘要：受出行车辆与日俱增、交通环境日益复杂以及驾驶人员道德素质和驾车水平等诸多因素的影响，交通事故越来越多，因而需要对汽车碰撞事故进行再现，以为安全评价对其作一个公平而科学的鉴定。对此，本文从汽车碰撞理论出发，就碰撞事故进行再现。

关键词：汽车碰撞；理论阐述；事故再现

我国每年因汽车碰撞引发的交通事故不仅数量惊人，损失严重，而且屡禁不止，居高不下，这无疑对交通安全构成了威胁。而通过汽车碰撞事故再现，可明确事故责任归属，对事故加以科学鉴定，同时基于对车辆和人员的安全评价，既利于车辆设计的优化，也可为交通安全管理提供重要依据，足以见得，再现汽车碰撞事故的意义重大。

1. 汽车碰撞的理论阐述

1.1.塑性碰撞理论分析

若发生汽车碰撞后，车辆之间并不存在相对运动可被视为塑性碰撞，且经试验证明，当汽车碰撞速度相对较高时属于塑性碰撞，此时会涉及能量损失，遵循能量守恒定律，从而汽车碰撞过程符合 和 ，又因汽车发生塑性碰撞后速度相同，发现汽车碰撞的严重程度与车辆的相对速度为正比关系，与车辆质量为反比关系，与碰撞前汽车速度没有关系，但塑性碰撞下的能量损失与两车碰撞前相对速度的平方为正比关系，与碰撞汽车自身质量为反比关系[1]。

1.2.刚体碰撞理论分析

若汽车发生碰撞后，大部分车体基本完好，且能量损失较小并局限于变形位置，故可将其视为刚体碰撞，如汽车交通事故中的正面碰撞便属于刚体碰撞，因能量和动量守恒，故有 ，而在碰撞后有 ，由于人体伤害度主要取决于减速度，所以根据上式可以发现，汽车碰撞作用下的伤害度与两车碰撞的相对速度为正比关系，与其质量为反比关系，而与撞前速度没有关系，进而得知质量较小的汽车在碰撞事故中受伤较重。

1.3.弹塑性碰撞理论分析

若汽车在碰撞过程中既发生了弹性变形，也发生了塑性变形，需要同时将两者纳入考虑范围较为合理[2]。为便于汽车碰撞性质的区分，在此提出了 这一恢复系数，且当 =0时代表塑性碰撞，当 =1时代表刚体碰撞，当0< <1时代表弹塑性碰撞，同时其能量损失满足条件 ，可见其与汽车质量、碰撞性质、撞前汽车的相对速度有关。

2.汽车碰撞事故再现及安全评价分析

2.1.获取汽车碰撞参数的一般步骤和方法

汽车碰撞参数的获取是事故再现的基础条件和重要参考，所以掌握参数获取的步骤和方法尤为关键。具体包括下述几点：

首先收集汽车碰撞事故现场的物证，基于整体后局部的原则进行现场勘查和车辆勘查，对于车辆则要在前后左右和对角45°加以拍照，查看龙门架、前横梁、方向盘等细节，并做好与事故相关的信息笔录，在此基础上对车辆碰撞参数等进行绘图；然后计算碰撞前的汽车车速，此时以汽车碰撞理论为基础支持，结合轮胎痕迹、抛落体、汽车变形量、路面积水等信息对汽车速度进行合理的计算，并借助轮胎印迹法或车痕啮合法定位碰撞点，为划分事故责任提供科学依据[3]；最后分析计算汽车碰撞的其他价值信息，如根据被撞车体的凹陷形状、位置、附着物确定碰撞事故的中心坐标，综合运用实验法和计算法其确定碰撞事故的质心位置，同时还要准确读取汽车碰撞数据记录仪参数，结合碰撞过程中接触面的摩擦系数和回弹系数获取更为全面、科学的汽车碰撞参数，以供事故再现应用。

2.2.汽车碰撞事故再现案例仿真

案例主要信息：交通事故为一车辆与摩托车相撞，其中车辆自东向西行使沿新安四路至公交站台路段，摩托车则在公交路段的十字路口由北向南行使，当车辆左前车头第一次碰撞摩托车后仍向前直冲，直至正面撞击隔离带树木后停止，经勘查，事故现场为状况良好的干燥沥青路面。

交警部门获悉案情后即刻赶往现场并对汽车碰撞事故进行详细勘查，然后绘制了相应的事故图，并结合事故现场的车辆和摩托车照片信息以及车体痕迹数据，对车辆的一次和二次碰撞变形和位置作计算和描述。经读取车辆碰撞时空气囊的数据得知其二次碰撞速度为78Km/h；然后根据事故现场数据分析结果以十字路口为坐标原点构建三维模型，得到一次和二次的碰撞点坐标分别为（13.8，-5.7，0.55）和（51.00，-6.3，0.65），同时结合车辆最大变形位置得出其碰撞中心点为（51.6，-6.5，0.65），并根据车辆参数得其质心高度和质心距离车辆前端的距离分别为0.6m和1.38m[4]；最后经测量分析得到车辆碰撞的接触面摩擦系数和回弹系数分别为1和0.1，而且车辆在撞击摩托车后采取了加速操作，在碰撞大树前采取了制动动作，其中转向角度为8°右转。

在掌握车辆碰撞参数后，则在PCCRASH软件的作用下结合车辆信息构建了车辆模型，并根据道路参数构建了道路环境模型；在此基础上，分别将车辆、摩托车以及被撞树木的参数输入到了相应的窗口中，并分别设置了车辆转向、碰撞速度、减速度、摩擦系数等顺序参数，确定并输入了碰撞点坐标、能量变化量、回弹系数等参数，完成车辆碰撞前的参数设置后（见图2），经PCCRASH软件处理得到了车辆碰撞结果（见图3，从上至下依次为t=0、t=0.18s、t=0.705s时的碰撞情况），而且该软件的三维视图功能，可对车辆碰撞的全过程加以再现，进而准确捕捉碰撞地点、时间、头部加速度、碰撞力等信息，受条件限制在此不作赘述。

结束语：

总之，在交通事故只增不减的严峻形势下，汽车碰撞事故再现已然成为当下的研究热点，毕竟其对客观、公正、科学的鉴定事故责任和改善交通安全管理现状的作用不容忽视。这就要求我们熟悉掌握汽车碰撞理论，及时获取准确数据，并予以仿真模拟，以此提高事故再现的科学性和准确性，进而为解决现实问题提供有力参考。

参考文献：

[1] 申杰，金先龙.人车碰撞事故再现研究[J].应用基础与工程科学学报， 2010（12）.

[2] 郑玉卿.汽车碰撞事故再现技术和计算机仿真分析[D].浙江大学，2010（05）.

[3] 邱英亮.汽车碰撞事故模拟再现的研究及应用[D].吉林大学，2011（04）.

[4] 王贤军.车辆碰撞事故模拟与再现的研究[D].长安大学，2012（06）.