汽车碰撞安全性仿真试验

胡浩

摘 要 汽车作为现代化交通工具，在给人们的生活带来便利与乐趣的同时，也因其引起的交通事故给人类的生命和财产带来极大的威胁和伤害。汽车的安全性可划分为主动安全性和被动安全性。主动安全性是指汽车能够识别潜在的危险自动减速，或当突发的因素出现时，能够在驾驶员的操作下避免发生交通事故的性能；被动安全性是指汽车发生不可避免的交通事故后，能够对车内乘员或行人进行保护，以免发生伤害或使伤害降低到最小程度。交通事故原因的统计分析表明，以预防事故发生的主动安全性只能避免极少部分的事故，因此提高汽车被动安全性日趋重要。

关键词 汽车碰撞 仿真试验

中图分类号：U461 文献标识码：A

1汽车碰撞研究的发展状况

汽车碰撞引起的交通事故按照发生的类型可分为：正面碰撞、侧面碰撞、追尾碰撞和翻滚。目前国外汽车碰撞试验研究的机构主要有：美国公路安全保险协会、欧洲新车评价程式、应该米拉实验室、日本汽车研究所等等。我国汽车安全性研究起步于80年代后期，清华大学最早建立了台车试验台，开展汽车安全性的研究。目前具有汽车碰撞试验能力的机构有：中国汽车技术研究中心、清华大学汽车碰撞试验室、一汽二汽汽车研究所等。

汽车碰撞法规主要依据美国和欧洲标准，我国目前的使用标准都是依照欧美为蓝本制定的。然而美国和欧洲的侧面碰撞法规从碰撞试验方法，碰撞试验假人以及伤害指数，代表“标准车”的品质、吸能块的外形、尺寸以及刚度都不相同。因此，欧美关于汽车侧面碰撞法规的差异，给汽车生产商开发造成很大的障碍，统一的侧面碰撞法规是现在的主要工作，侧面碰撞假人系统的统一也是迫切需要解决的问题。

那么，当前汽车安全性研究主要包括以下方面：

（1）车身结构的耐撞性研究主要是轿车车身对碰撞能力的吸收特性，寻求改善车身结构对撞性的方法，在保证乘员安全空间的前提下，使得车身变形的碰撞能量最大，从而使得车内乘员的碰撞能量降低到最小。目前采用的方法是实车碰撞和计算机仿真相结合的方法。

（2）乘员约束系统以及安全内饰件的研究开发，此目的是避免人员与内饰件发生二次碰撞，内饰件的研究则是使人与内饰件发生二次碰撞时，对人体造成的伤害最小化。安全带是乘员保护系统中最早采用的装备，其是为了约束人体相对汽车的运动，对保护乘员有显著效果。安全气囊是另一种保护措施，它与安全带的匹配可以对乘员进行有效的保护。还有安全座椅，吸能式方向盘，软化的内饰件等等对于二次碰撞都可以有效的保护人身安全。

2汽车安全性的研究方法

汽车安全性研究目前主要采用几种方法；台架动手试验、台车碰撞模拟试验、实车碰撞试验和计算机仿真研究试验。台架动手试验主要用来模拟人体不同部位与车辆有关部件之间的碰撞，以评价车辆部件本身的安全性能；台车碰撞模拟试验主要用来对车内乘员约束系统进行性能评价，其原理是利用可调机械使台车获得可重复的、接近于实车碰撞的减速度波形，台车试验是汽车安全性开发中的重要手段；其次，实车碰撞试验主要用来对已开发出的成品车型按照一定的法规进行安全测试，实车碰撞试验属于破坏性实验，实车碰撞实验室造价很昂贵，一般需要牵引装置、高速摄影装置、车载记录仪等设备，但是实车碰撞试验一般能很好地解决安全性问题；再次，利用计算机进行仿真试验。

与实车碰撞试验相比，计算机仿真测试具有以下优点：

（1）费用低，计算机不需要进行实车的破坏性实验，也不要大量的设备，可以节省大量的人力、物力和财力；

（2）试验周期较短，利用CAD/CAM，使得虚拟样机的概念被开发人员所接受，使产品在设计，开发阶段便可预知品质和性能，避免不必要的设计失误。

（3）试验过程易受到随机因素的影响，不易得到明确的结果，而仿真技术依赖于计算机本身，大多数仿真软件为参数化设计，因此可以更方便的得到参数改变时的仿真结果。

（4）实车试验测得的结果一般是通过感应器和高速摄影机得到的，受外部因素影响，因此结果资料不是很全面，而计算机仿真技术是不受任何条件限制，所得结果也就更加全面。

综上所诉，在我国人口快速增长的年代，汽车的需求量越来越大，安全性是不能忽视的重要环节。因此汽车的安全性是汽车技术中一个重要的研究领域。随着我国外贸增多，汽车产品质量越来越严格，这就要求我国的汽车产品设计、试验研究必须与国际接轨。在激烈的市场竞争下，必须加快发展汽车安全性的研究与实验。

参考文献

[1] 林逸，郭九大，王望予.汽车被动安全性研究综述[J].汽车工程，1998（1）.

[2] 魏朗，陈荫三.车辆碰撞过程的试验分析研究[J].汽车工程，2002（4）.