基于能量法的汽车正面碰撞事故再现研究
发布时间：2021-11-04 01:58
汽车正面碰撞是道路交通事故中仅次于侧面碰撞的常见形态。在碰撞夹角为170°190°的非对心碰撞中（接近正面碰撞）,碰撞结束瞬间汽车不仅有平移运动,还会发生旋转,而且碰撞夹角对事故再现的计算极为敏感,参数的微小变化可能引起模型计算结果的较大误差,采用传统的一维碰撞模型或采用基于动量法的二维碰撞模型,均无法正确再现其事故发生过程。因此,对汽车正面非对心碰撞事故进行研究,具有重要的意义。本文首先在总结汽车正面对心碰撞和非对心碰撞事故再现的研究工作中,分析了现有碰撞速度计算的方法及碰撞过程中的能量。对碰撞过程中塑性变形能的计算方法进行分析,利用美国高速公路安全管理局（NHTSA）的180例碰撞试验数据,得到了符合实际碰撞情况的刚度系数参考值。在此基础上推导出碰撞压缩阶段,两车碰撞前相对速度在碰撞力方向上的分量与损失能量的关系,建立了基于能量法的汽车正面非对心碰撞模型。根据对汽车碰撞后运动状态的分析,建立了碰撞后运动力学模型。然后以建立的汽车碰撞模型和碰撞后运动力学模型为基础,利用MATLAB编写了仿真软件,实现了对汽车碰撞前后速度的仿真计算。软件包括参数输入、汽车碰撞结束...
【文章来源】：长安大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
007-2017年我国民用汽车保有量情况
这种事故分为正面对心碰撞和正面非对心碰撞，如图 2.1 所示。图 2.1 两种正面碰撞事故示意图2.1 正面对心碰撞事故分析正面对心碰撞是指碰撞前后两车始终保持在同一直线上作平行移动，只用一个坐标轴就能完全描述两车的运动状态[30]。当车 1 和车 2 分别以10v 、20v 的速度发生正面碰撞，车辆在撞击力的作用下互相挤压，形变不断增大，两车的车速也随力的作用不断接近，在车体变形量达到最大值时产生相同的速度cv ；然后进人回弹阶段，两车开始分离，车身变形又逐渐减小，碰撞结束瞬间两车速度分别变为1v 和2v 。2.1.1 基于变形量的速度计算方法根据国外实车碰撞试验结论的总结，得出有效碰撞速度与塑性变形深度的经验公式为 vxe 105.3。根据动量守恒定理、牛顿运动定律、变形量与有效碰撞速度的经验公式，按照图 2.2 的流程进行计算。输入参数有：车辆质量，车身变形量，碰撞后的滑移距离，滑动附着系数，汽车附着系数修正值；输出参数有：两车碰撞前瞬间速度。由此得到两车碰撞前瞬间速度的计算公式（碰撞后车 2 沿原有方向运动时，取“—”号；碰撞后车 2 沿车 1 方向运动时
图 2.2 正面对心碰撞速度计算流程图3.622105.31211112222101 mmmglkmglkvx 3.622105.3/121111222220112 mmmglkmglkvxmm 20v ——两车碰撞前的瞬间速度，km/h；1x ——车 1 的塑性滑动附着系数；1l 、2l ——汽车碰撞后的滑移距离，m；k值。T 33195-2016《道路交通事故车辆速度鉴定》中采用这种方速度的经验公式仅适用于小轿车，对其他类型的汽车都不适的货车等，至今还没有类似的试验公式。
【参考文献】：
期刊论文
[1]汽车错位碰撞事故再现分析模型研究[J]. 曹弋,徐慧智,左忠义. 大连交通大学学报. 2013(06)
[2]道路交通事故现场碰撞接触点确认方法研究[J]. 邵祖峰,李玉琴. 中国人民公安大学学报(自然科学版). 2012(04)
[3]车对车碰撞事故再现系统的参数敏感性分析[J]. 陈涛,魏朗,龚标,周维新. 汽车工程. 2012(09)
[4]汽车碰撞变形计算机模拟研究[J]. 孙宏图,刘学术,宋振寰,于长吉. 大连理工大学学报. 2002(06)
[5]事故再现典型碰撞模型的参数敏感度分析[J]. 裴剑平,李一兵,吴卫东. 公路交通科技. 2002(04)
[6]汽车碰撞的变形能网格图及其在交通事故分析中的应用[J]. 王金刚,朱西产,李宏光. 公路交通科技. 2002(01)
[7]CM碰撞模型的建立及试验验证[J]. 李一兵,陈云刚,吴卫东. 清华大学学报(自然科学版). 2001(11)
[8]小型客车整车正面碰撞分析[J]. 龚友,刘星荣,葛如海. 江苏理工大学学报(自然科学版). 2000(03)
[9]汽车非对称正面碰撞过程模拟[J]. 郭应时,吴晓武. 西安公路交通大学学报. 1999(02)
[10]二维碰撞事故的力学分类及其模型[J]. 李江,倪行达,金同明. 公路交通科技. 1999(02)
硕士论文
[1]基于PC-CRASH的车辆碰撞事故再现仿真分析研究[D]. 黄勇.重庆交通大学 2009
[2]基于车身变形的汽车碰撞速度计算方法研究[D]. 吴兴利.哈尔滨工业大学 2009
[3]汽车碰撞事故模拟再现的研究及应用[D]. 邱英亮.吉林大学 2009
[4]汽车翻滚事故三维仿真系统的研究[D]. 杨健.吉林大学 2007
本文编号：3474772
【文章来源】：长安大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
007-2017年我国民用汽车保有量情况
这种事故分为正面对心碰撞和正面非对心碰撞，如图 2.1 所示。图 2.1 两种正面碰撞事故示意图2.1 正面对心碰撞事故分析正面对心碰撞是指碰撞前后两车始终保持在同一直线上作平行移动，只用一个坐标轴就能完全描述两车的运动状态[30]。当车 1 和车 2 分别以10v 、20v 的速度发生正面碰撞，车辆在撞击力的作用下互相挤压，形变不断增大，两车的车速也随力的作用不断接近，在车体变形量达到最大值时产生相同的速度cv ；然后进人回弹阶段，两车开始分离，车身变形又逐渐减小，碰撞结束瞬间两车速度分别变为1v 和2v 。2.1.1 基于变形量的速度计算方法根据国外实车碰撞试验结论的总结，得出有效碰撞速度与塑性变形深度的经验公式为 vxe 105.3。根据动量守恒定理、牛顿运动定律、变形量与有效碰撞速度的经验公式，按照图 2.2 的流程进行计算。输入参数有：车辆质量，车身变形量，碰撞后的滑移距离，滑动附着系数，汽车附着系数修正值；输出参数有：两车碰撞前瞬间速度。由此得到两车碰撞前瞬间速度的计算公式（碰撞后车 2 沿原有方向运动时，取“—”号；碰撞后车 2 沿车 1 方向运动时
图 2.2 正面对心碰撞速度计算流程图3.622105.31211112222101 mmmglkmglkvx 3.622105.3/121111222220112 mmmglkmglkvxmm 20v ——两车碰撞前的瞬间速度，km/h；1x ——车 1 的塑性滑动附着系数；1l 、2l ——汽车碰撞后的滑移距离，m；k值。T 33195-2016《道路交通事故车辆速度鉴定》中采用这种方速度的经验公式仅适用于小轿车，对其他类型的汽车都不适的货车等，至今还没有类似的试验公式。
【参考文献】：
期刊论文
[1]汽车错位碰撞事故再现分析模型研究[J]. 曹弋,徐慧智,左忠义. 大连交通大学学报. 2013(06)
[2]道路交通事故现场碰撞接触点确认方法研究[J]. 邵祖峰,李玉琴. 中国人民公安大学学报(自然科学版). 2012(04)
[3]车对车碰撞事故再现系统的参数敏感性分析[J]. 陈涛,魏朗,龚标,周维新. 汽车工程. 2012(09)
[4]汽车碰撞变形计算机模拟研究[J]. 孙宏图,刘学术,宋振寰,于长吉. 大连理工大学学报. 2002(06)
[5]事故再现典型碰撞模型的参数敏感度分析[J]. 裴剑平,李一兵,吴卫东. 公路交通科技. 2002(04)
[6]汽车碰撞的变形能网格图及其在交通事故分析中的应用[J]. 王金刚,朱西产,李宏光. 公路交通科技. 2002(01)
[7]CM碰撞模型的建立及试验验证[J]. 李一兵,陈云刚,吴卫东. 清华大学学报(自然科学版). 2001(11)
[8]小型客车整车正面碰撞分析[J]. 龚友,刘星荣,葛如海. 江苏理工大学学报(自然科学版). 2000(03)
[9]汽车非对称正面碰撞过程模拟[J]. 郭应时,吴晓武. 西安公路交通大学学报. 1999(02)
[10]二维碰撞事故的力学分类及其模型[J]. 李江,倪行达,金同明. 公路交通科技. 1999(02)
硕士论文
[1]基于PC-CRASH的车辆碰撞事故再现仿真分析研究[D]. 黄勇.重庆交通大学 2009
[2]基于车身变形的汽车碰撞速度计算方法研究[D]. 吴兴利.哈尔滨工业大学 2009
[3]汽车碰撞事故模拟再现的研究及应用[D]. 邱英亮.吉林大学 2009
[4]汽车翻滚事故三维仿真系统的研究[D]. 杨健.吉林大学 2007
本文编号：3474772
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