【摘 要】隨著車輛保有量的不斷增加和車輛行駛速度的日益提高使交通事故頻發(fā)，造成的人員傷亡數(shù)量和經(jīng)濟(jì)損失巨大因此車輛安全性能的研究成為現(xiàn)今的熱點(diǎn)。

【關(guān)鍵詞】碰撞；安全裝置；研究現(xiàn)狀

1、車輛安全性能

車輛安全性能的研究中分為“主動(dòng)安全性”和“被動(dòng)安全性”?！爸鲃?dòng)安全性”是指車輛能夠識別潛在的危險(xiǎn)因素而自動(dòng)減速，或者當(dāng)突發(fā)因素作用時(shí)，能夠在駕駛員的操縱下避免發(fā)生碰撞的性能，包括可靠性，環(huán)境可見性，操縱穩(wěn)定性和加速制動(dòng)性。而“被動(dòng)安全性”則是指車輛發(fā)生不可避免的交通事故時(shí)，能夠?qū)噧?nèi)乘員或車外行人進(jìn)行保護(hù)，以免發(fā)生傷害或者將傷害減到最低程度的性能。因此，車輛被動(dòng)安全性技術(shù)仍是保護(hù)車輛乘員及行人安全的主要對策，是車輛安全性領(lǐng)域研究的重要內(nèi)容。車輛被動(dòng)安全性的研究內(nèi)容包括：

1）車身結(jié)構(gòu)耐撞性研究：主要是研究轎車和微型客車的車身結(jié)構(gòu)對碰撞能量的吸收特性，尋求改善車身結(jié)構(gòu)耐撞性的方法，使得車身結(jié)構(gòu)在外力沖擊下能以預(yù)計(jì)的方式變形，其變形能量控制在一定的范圍內(nèi)。

2）人體碰撞生物力學(xué)研究：主要研究在碰撞過程中，人體各部分傷害機(jī)理、人體各部分的傷害極限、人體各部分對碰撞載荷的機(jī)械響應(yīng)。

3）乘員約束系統(tǒng)及安全駕駛室內(nèi)飾組件的開發(fā)研究：主要研究不同形式的安全帶和安全氣囊的機(jī)械特性，以獲得最優(yōu)的約束性能，避免人體與駕駛室內(nèi)飾發(fā)生二次碰撞；研究開發(fā)安全座椅體、吸能式轉(zhuǎn)向柱、安全儀表板、內(nèi)裝飾組件的吸能襯墊材料，使得人體與之發(fā)生二次碰撞時(shí)，所受到的傷害最小。

2、碰撞事故中乘員傷害原因及相應(yīng)對策

車輛發(fā)生碰撞事故一般是指車輛和外部事物之間的碰撞，稱之為一次碰撞。乘員與車輛內(nèi)部結(jié)構(gòu)的碰撞，稱之為二次碰撞。乘員的傷害主要是由下述幾種原因造成的：第一，在碰撞時(shí)，車輛結(jié)構(gòu)發(fā)生變形，車輛構(gòu)件侵入乘員生存空間，使乘員受到傷害；第二，碰撞時(shí)，由于車輛結(jié)構(gòu)破損等原因，使得乘員的部分身體或全部身體暴露到車輛外面二受傷；第三，當(dāng)車輛結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)較好時(shí)，盡管車輛構(gòu)件沒有侵入乘員生存空間，乘員身體也沒有暴露到車輛外部，但在碰撞的作用下，車輛的速度急劇減小，這時(shí)乘員由于慣性作用繼續(xù)移動(dòng)，與車輛內(nèi)部結(jié)構(gòu)（如方向盤，以表板等）發(fā)生碰撞而造成傷害。在第三種情況下乘員受到的傷害是直接由二次碰撞造成的。提高車輛的被動(dòng)安全性，可從下面兩個(gè)方面采取對策：第一，提高車輛結(jié)構(gòu)的安全性，即使得車輛碰撞部位的塑性變形盡量大，吸收較多的碰撞能量，降低車輛減速度的峰值，盡量減緩一次碰撞的強(qiáng)度；使得車輛乘員艙部分有足夠的強(qiáng)度和剛度，確保車輛乘員的生存空間，并保證發(fā)生事故后乘員能夠順利逃逸；同時(shí)保證碰撞時(shí)乘員身體不暴露到車外；第二，使用乘員保護(hù)系統(tǒng)，即使用安全帶，安全氣囊等乘員保護(hù)裝置對乘員加以保護(hù)，為了提高安全帶的約束性能，人們在安全帶系統(tǒng)中增加了預(yù)緊器和卷收器，針對沒有鎖止能的卷收器，開發(fā)了自動(dòng)鎖止卷收器銣嗽和緊急鎖止卷收器；另外，為了克服已有安全帶對人體造成的傷害，一種新型的充氣式安全帶已在研究之中嘲。安全氣囊主要用來防止乘員在正面碰撞事故中與駕駛室內(nèi)飾件的二次碰撞。在碰撞過程中，人體傷害的直接原因是人體與內(nèi)飾組件的二次碰撞。為了減輕和避免二次碰撞所造成的傷害，人們開展了內(nèi)飾件對人體傷害的研究，并設(shè)計(jì)了安全座椅、吸能式轉(zhuǎn)向柱、安全儀表板。因此，提高車輛被動(dòng)安全性，要從車輛結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和乘員保護(hù)系統(tǒng)兩個(gè)方面入手。

3、國內(nèi)外車輛碰撞模擬研究現(xiàn)狀

3.1國外車輛碰撞模擬研究

國外近20年計(jì)算機(jī)碰撞模擬技術(shù)得到了迅速的發(fā)展，已經(jīng)有了許多成熟的用于碰撞模擬的商業(yè)化軟件。目前，在國際上車輛被動(dòng)安全研究方面，具有代表性的商業(yè)軟件有美國的CDL3D軟件、DYNA3D軟件、ANSYS/LS.DYNA軟件，荷蘭的MADYMO軟件，法國的PAM.CRASH軟件。根據(jù)建模的方法和功能不同，可以將這些軟件分成兩類：一類是CV（SCrash Victim Simulation）碰撞傷害軟件，主要模擬在車輛碰撞事故中乘員與環(huán)境的相互作用，以CDL3D和MADYMO為代表；另一類是采用顯示有限元理論建模，主要用來描述車身結(jié)構(gòu)的抗撞行，以DYNA3D、ANSYS/LS.DYNA和PAM—CRASH為代表。國外在車輛碰撞計(jì)算機(jī)模擬方面已經(jīng)具備了相當(dāng)?shù)囊?guī)模，達(dá)到了很高的水平。國外的GM、Ford、VolksWagon等大型車輛制造商，以及像國家碰撞分析中心（NCAC）這樣大型的科研機(jī)構(gòu)每年都進(jìn)行幾百次的碰撞試驗(yàn)對各種車型進(jìn)行認(rèn)證和考核。

3.2國內(nèi)車輛碰撞模擬研究

國內(nèi)在車輛碰撞仿真方面雖然起步較晚，但是在引進(jìn)國外的先進(jìn)軟件之后，發(fā)展速度也是非?？斓?。目前在我國車輛的被動(dòng)安全性是車輛安全性研究的重要課題，而且人們對車輛的被動(dòng)安牟性的要求也越來越高。盡管我國對車輛被動(dòng)安全性的研究不足十年，但取得了顯著的成績，不僅制定了和國際接軌的系列法規(guī)，而且在試驗(yàn)研究方面已經(jīng)具備了開展模擬碰撞實(shí)驗(yàn)以及整車的碰撞試驗(yàn)?zāi)芰Α．?dāng)前我國的車輛碰撞模擬仿真的研究工作主要分為兩個(gè)方面：一個(gè)方面是應(yīng)用有限元的方法研究在碰撞過程中的車輛車身、車架的變形情況，速度和加速度的值，以及各部分的應(yīng)力分布情況；另一個(gè)方面應(yīng)用多剛體動(dòng)力學(xué)研究車輛在碰撞過程中，人體各部分的動(dòng)態(tài)響應(yīng)和人體備部分的傷害值。隨著國家安全法規(guī)的實(shí)施，國內(nèi)有許多家單位相繼成立了碰撞實(shí)驗(yàn)室：長春國家車輛技術(shù)檢測中心、天津國家車輛技術(shù)檢測中心、上海市機(jī)動(dòng)車檢測中心、湖南大學(xué)車輛碰撞實(shí)驗(yàn)室等。它們的建立，極大的促進(jìn)了實(shí)車試驗(yàn)和整車模擬研究的結(jié)合。

總結(jié)：

本文主要介紹了車輛安全性能的研究方向和國內(nèi)外車輛碰撞模擬研究現(xiàn)狀由于作者的水平限制，會有許多考慮不到的地方，希望以后的研究者加以完善。相信隨著科技的不斷發(fā)展車輛安全性能將會不斷的提高。

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