汽車碰撞安全性仿真試驗

胡浩

摘 要 汽車作為現代化交通工具，在給人們的生活帶來便利與樂趣的同時，也因其引起的交通事故給人類的生命和財產帶來極大的威脅和傷害。汽車的安全性可劃分為主動安全性和被動安全性。主動安全性是指汽車能夠識別潛在的危險自動減速，或當突發的因素出現時，能夠在駕駛員的操作下避免發生交通事故的性能；被動安全性是指汽車發生不可避免的交通事故后，能夠對車內乘員或行人進行保護，以免發生傷害或使傷害降低到最小程度。交通事故原因的統計分析表明，以預防事故發生的主動安全性只能避免極少部分的事故，因此提高汽車被動安全性日趨重要。

關鍵詞 汽車碰撞 仿真試驗

中圖分類號：U461 文獻標識碼：A

1汽車碰撞研究的發展狀況

汽車碰撞引起的交通事故按照發生的類型可分為：正面碰撞、側面碰撞、追尾碰撞和翻滾。目前國外汽車碰撞試驗研究的機構主要有：美國公路安全保險協會、歐洲新車評價程式、應該米拉實驗室、日本汽車研究所等等。我國汽車安全性研究起步于80年代后期，清華大學最早建立了臺車試驗臺，開展汽車安全性的研究。目前具有汽車碰撞試驗能力的機構有：中國汽車技術研究中心、清華大學汽車碰撞試驗室、一汽二汽汽車研究所等。

汽車碰撞法規主要依據美國和歐洲標準，我國目前的使用標準都是依照歐美為藍本制定的。然而美國和歐洲的側面碰撞法規從碰撞試驗方法，碰撞試驗假人以及傷害指數，代表“標準車”的品質、吸能塊的外形、尺寸以及剛度都不相同。因此，歐美關于汽車側面碰撞法規的差異，給汽車生產商開發造成很大的障礙，統一的側面碰撞法規是現在的主要工作，側面碰撞假人系統的統一也是迫切需要解決的問題。

那么，當前汽車安全性研究主要包括以下方面：

（1）車身結構的耐撞性研究主要是轎車車身對碰撞能力的吸收特性，尋求改善車身結構對撞性的方法，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，從而使得車內乘員的碰撞能量降低到最小。目前采用的方法是實車碰撞和計算機仿真相結合的方法。

（2）乘員約束系統以及安全內飾件的研究開發，此目的是避免人員與內飾件發生二次碰撞，內飾件的研究則是使人與內飾件發生二次碰撞時，對人體造成的傷害最小化。安全帶是乘員保護系統中最早采用的裝備，其是為了約束人體相對汽車的運動，對保護乘員有顯著效果。安全氣囊是另一種保護措施，它與安全帶的匹配可以對乘員進行有效的保護。還有安全座椅，吸能式方向盤，軟化的內飾件等等對于二次碰撞都可以有效的保護人身安全。

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；臺架動手試驗、臺車碰撞模擬試驗、實車碰撞試驗和計算機仿真研究試驗。臺架動手試驗主要用來模擬人體不同部位與車輛有關部件之間的碰撞，以評價車輛部件本身的安全性能；臺車碰撞模擬試驗主要用來對車內乘員約束系統進行性能評價，其原理是利用可調機械使臺車獲得可重復的、接近于實車碰撞的減速度波形，臺車試驗是汽車安全性開發中的重要手段；其次，實車碰撞試驗主要用來對已開發出的成品車型按照一定的法規進行安全測試，實車碰撞試驗屬于破壞性實驗，實車碰撞實驗室造價很昂貴，一般需要牽引裝置、高速攝影裝置、車載記錄儀等設備，但是實車碰撞試驗一般能很好地解決安全性問題；再次，利用計算機進行仿真試驗。

與實車碰撞試驗相比，計算機仿真測試具有以下優點：

（1）費用低，計算機不需要進行實車的破壞性實驗，也不要大量的設備，可以節省大量的人力、物力和財力；

（2）試驗周期較短，利用CAD/CAM，使得虛擬樣機的概念被開發人員所接受，使產品在設計，開發階段便可預知品質和性能，避免不必要的設計失誤。

（3）試驗過程易受到隨機因素的影響，不易得到明確的結果，而仿真技術依賴于計算機本身，大多數仿真軟件為參數化設計，因此可以更方便的得到參數改變時的仿真結果。

（4）實車試驗測得的結果一般是通過感應器和高速攝影機得到的，受外部因素影響，因此結果資料不是很全面，而計算機仿真技術是不受任何條件限制，所得結果也就更加全面。

綜上所訴，在我國人口快速增長的年代，汽車的需求量越來越大，安全性是不能忽視的重要環節。因此汽車的安全性是汽車技術中一個重要的研究領域。隨著我國外貿增多，汽車產品質量越來越嚴格，這就要求我國的汽車產品設計、試驗研究必須與國際接軌。在激烈的市場競爭下，必須加快發展汽車安全性的研究與實驗。

參考文獻

[1] 林逸，郭九大，王望予.汽車被動安全性研究綜述[J].汽車工程，1998（1）.

[2] 魏朗，陳蔭三.車輛碰撞過程的試驗分析研究[J].汽車工程，2002（4）.