汽车碰撞理论阐述及碰撞事故再现
汽车错位碰撞事故再现分析模型研究
汽 车错 位 碰 撞 事 故再 现分 析模 型研 究
曹弋 ， 徐 慧智 ， 左 忠义
（ １ ． 大连交通大 学 交通运输Ｓ － 程学 院， 辽 宁 大连 １ １ ６ ０ ２ ８ ；２ ． 哈 尔滨工 业大 学 管理 与科 学博 士 后流 动
站， 黑龙江 哈尔滨 １ ５ ０ ０ ９ ０ ） 米
移运 动 ， 同时还 会伴 随有 横摆 转动 ． 为 了实现 整个
复系数选取时的主观性 ， 但其应用针对性较强． 这 是 因为该 方法 来源 于发 动机 前置 的轿 车正 碰与 追
尾 的实验 数据 ， 故 其他 车型 发生 一维 碰撞 时 ， 并 无 充分 依据 采用 上述 方法 进行 计算 ．
进一 步分 析表 明 ， 不论 哪种 方法 ， 均适 用于 汽
关键词 ： 事故再 现 ； 错位碰撞 ； 动力学模 型 ； 轨迹模型
文献标识码 ： Ａ
０ 引言
汽 车错位 碰撞 是一 种 比较 常见且 特殊 的碰撞 事故 类 型． 如何 利 用相关 理 论 ， 对 该类 事 故进 行再
１ 撞 是 指 沿 着 汽 车纵 轴 线 发 生 的碰 撞 ，
摘
要： 为 了对 汽车错 位碰撞事故 的仿真再 现分 析提供理论算法 ， 在分析传统一维碰撞动力学模 型的基础
上， 总结 了其应 用局限性． 利用经典力学 原理 ， 构建 了汽车错位碰撞动力学模型与运动轨迹模 型． 以实际事
故案例为对象 ， 分别 利用上述模型与 Ｐ Ｃ — Ｃ ｒ ａ ｓ ｈ软件进行 案例分析 ． 将二 者的再现 分析结果进 行了 比较 ， 同 时与事故现场车辆残 留痕迹进行 了对 比． 对 比分 析结果表 明 ， 再 现得到 的汽车转 动轨 迹与现 场痕迹一 致 ， 模型适用于小偏心错位碰撞 的事故类型．
汽车事故案例分析
驶离现场，短时间不能修复的应及时向上级报告，
在高速公路上时应通知交通警察或指挥控制中心将 车辆拖离。特殊故障的处置方法是
1、制动失灵时
2、转向失灵时 3、行驶中轮胎爆裂时
（二）车辆发生事故的处置方法
发生车辆交通事故，不论责任 在哪方，驾驶员应采取积极措施，
抢救伤员和物资，保护好现场，并
为公安交通管理人员提供真实情况， 配合处理好事故的善后工作。
1认真听讲做好笔记2结合实际操作总结自身不足一车辆事故基本常识一车辆事故的基本概念车辆事故是指由于违反机动车辆管理使用规定或违章行驶等原因造成的车辆使用规定或违章行驶等原因造成的车辆汽车摩托车拖拉机等机动车辆在行进或停止中发生的碰撞碾压翻覆失火落水等致人死亡车辆毁坏的事件
一、车辆事故基本常识
（一）车辆事故的基本概念
三、案例评析
案例3 冰雪天路遇险情 慌乱中车毁人亡 1982年2月16日下午，某部汽车连驾驶员徐某驾驶满载物 资的解放卡车行驶在返回部队途中。该部地处偏远山区，道路 狭窄崎岖，时值隆冬，举目一片洁白，积了厚厚一层冰雪的道 路更加难行。徐某一路小心翼翼，不敢稍有放松。下午4时30 分左右，当车行至某林场时已近黄昏，离部队营区还有四五十 公里，徐某心里不免有写着急。他看前后无车，道路较直，便 加快了车速。当汽车进入已狭窄路段时，忽然发现前方50米来 了一辆牛车，此时，路左时已家工厂的围墙，路右是一条冰冻 的小河，四五米宽的小路已经无法避让。怎么办？徐某干脆两 眼一闭，猛踩刹车。只听一阵刺耳的摩擦声，解放卡车在路上 旋转90余度后，向前横话六七米，车后轮划入河中，由于车上 载物较重，加之冲击，致使车大箱及大梁断裂，车辆损坏严重， 徐某受重伤。
三、案例评析
案例6 途中检查不认真 故障车辆酿惨祸
第五章 汽车碰撞损伤鉴定
接触面积越小，损坏就越严重，在图5-6b中，撞击电线杆，则保险杠 、发动机罩、散热器等都发生严重的变形。发动机向后移动，碰撞所带来 的影响甚至扩展到后悬架。
第二节 碰撞力对汽车损伤的影响
第二节 碰撞力对汽车损伤的影响
三、应力集中
物体受拉张、压缩等外力作用时，在物体断面上的任一处皆存在一 样的应力。但是在某处断面有急剧变化时，就会产生不一样的应力。如 图5-8a所示，在板的中央部分切两个半圆；图5-8b是板的中央部分开一 个孔，在上下端受到同样大小的拉张力时应力的分布情况。由此可知， 在中央部分最小断面处应力不规则分布，在此处发生最大应力。通常将 在物体某一部分产生异常大的应力称为应力集中。
本章的教学重点是汽车碰撞时碰撞力的传递原理; 非承载式车身的碰 撞损伤特点; 承载式车身的碰撞损伤特点; 发动机损伤机理; 底盘损伤机 理; 采用区位检查法进行汽车碰撞损伤鉴定的技巧。
本章的教学难点是汽车不同碰撞方式下碰撞力的传递原理; 非承载式 车身的车架损伤方式; 承载式车身的锥体理论; 区位检查法中五个区域的 划分依据。
驾驶员的第二反应就是试图踩制动，汽车进入制动状态，使汽车从前沿 向下俯冲。这种类型的碰撞一般发生在汽车的前沿，比正常接触位置低（见 图5-4b）。由这种反应所导致的类型称为凹陷，经常在侧向损坏后立即发生。 正面碰撞中的凹陷能导致碰撞点高于汽车的前沿，这将引起前罩板件和车顶 盖向后移动及汽车尾部向下移动。如果碰撞点的位置低于汽车的前沿，汽车 的车身质量将引起汽车的尾部向上变形，迫使车顶盖向前移动，这就是为什 么在车门的前上部和车顶盖之间形成一个大缝隙的原因（见图5-5）。
第6章汽车碰撞试验和相似模型原理part-1
分 类
相应项目
板 座椅 材 头枕
车轮护件
行 人 车轮轮盘 保 护 外部凸起物
行人保护
美国 FMVSS
207 202
州法
欧洲 ECE 17 25
26,61 26,61
欧洲 EU
74/408/EEC
78/932/EEC
91/226/EEC 78/549/EEC
92/114/EEC 74/483/EEC
保
后面撞击（防止燃油泄漏等）
护
车辆倾覆（车顶抗压强度）
301
32
15条
216
2001/85/EC
注：(*1) (*2) (*3) (*4)：各相关法规中有规定，CMVSS为加拿大法规
第六章 汽车碰撞试验和相似模型原理 6-1 6-2 6-3 6-4
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第一节 汽车碰撞规范 一、国外主要碰撞安全法规比较
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第一节 汽车碰撞规范 一、国外主要碰撞安全法规比较
各国碰撞安全法规项目
分 类
相应项目
美国 FMVSS
保险杠
Part581/CMVSS215
商用车侧面保护装置
车 辆
商用车前部防护装置
火 商用车后部防护装置
FMVSS223/224
灾 燃料箱
预 防
燃料系统安全性(LPG）
欧洲 EU
日本 安全标准
澳洲
冲
人体模块（转向防伤害）
203
12 74/297/EEC
11条
69
击 时
正面撞击（实车试验假人伤害值）
208
94
96/79/EC
人车碰撞事故再现研究
”
ห้องสมุดไป่ตู้一 ”
”
图１ ０３ ２０ 年美日 交通事故分类统计
题． 通过数值仿真再现真实 的人车碰撞事故 ，
Ｆ １ Ｔｒｆｃａ ｃｄｅ ｔｆｔｌｉｓｄｓｒｂ ｔｏ ｉ ａｆ ｃ ｉ ｎ ａａｉｅ ｉｔｉｕｉｎ ｇ ｉ ｔ
．
有助于深入了解行人受伤机理和提高事故鉴 ｂ ｏｅ ｆｒ ｓ ｒｔ ｐ ｄ Ｓ ． ０ ｖ ｄ ｏＴ ｎ ｏａ ｎｎ ａ ｎ ｎ ＵＡ２ ３ ｍ ａ ｐｔｉ ｉＪ ａ ａ ｏ ０ 定的效率 ， 强化了行人安全研究 的现实意义． 美 国交通部率先启动实验安全汽车计划 （ Ｓ ） 旨在研究行人安全在内的各项汽车 ＥＶ ， 安全技术 ． 相对应地 ， 欧洲于 １７ ９０年成立 的欧洲试验 汽车委员会 （ Ｅ Ｃ 先后启动了 ＥＶ ） ＷＧ ０ＷＧ ７ １ 、 １ 这两个工作小组专门研究行人安全 问题． 日本汽车研究所 （Ａ Ｉ 、 Ｊ Ｒ ） 英国交通 研究实验室（ Ｒ ） 国际协调研究组织（Ｈ Ａ 以及其它一些汽车制造商和科研院校也对 ＴＬ 、 ＩＲ ） 行人安全和事故再现做了比较深入 的研究． 中国， 在 行人安全 的研究起步较晚 ， 研究 的范 围也相对狭窄． 吉林大学 刮主要研究了车辆前部结构对行人 的伤害及相关设计方法 ， 清 华大学 则在 国内率先进行 了汽车撞行人 的计算机仿真研究． 湖南大学 、 上海交大 、 天津 汽车技术中心等单位也在行人安全和事故再现方面做 了相关研究．
维普资讯
申 杰等 ： 人车碰撞 事故再现研究
１ 人 车碰撞研 究概 述
人车碰撞事故再现首先是 以人车碰撞过程仿真为基础 ， 人车碰撞过程 的研究 主要是
以试验为主 ， 理论计算为辅 ． 试验既可以是物理试验 ， 也可以是数值仿真试验． 按试验方法
汽车基本碰撞实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的本次实验旨在通过模拟汽车碰撞实验，了解汽车碰撞的基本原理、碰撞过程及碰撞结果，分析汽车碰撞对乘员和车辆本身的影响，为提高汽车安全性能提供理论依据。
二、实验原理汽车碰撞实验主要研究汽车在碰撞过程中，由于惯性、动能转换、结构变形等因素所产生的一系列物理现象。
实验过程中，通过对碰撞力的测量、碰撞过程中汽车结构的变形分析、碰撞后乘员所受伤害程度等数据的采集，来分析汽车碰撞的基本规律。
三、实验设备与材料1. 实验设备：碰撞实验台、传感器、数据采集系统、摄像系统、汽车模型等。
2. 实验材料：碰撞模拟实验用汽车模型、安全气囊、安全带、汽车内饰等。
四、实验步骤1. 实验准备：搭建碰撞实验台，安装传感器、数据采集系统和摄像系统，确保实验设备运行正常。
2. 模拟碰撞实验：将汽车模型放置在碰撞实验台上，根据实验需求设定碰撞速度、角度等参数。
3. 数据采集：启动数据采集系统，记录碰撞过程中汽车结构的变形、碰撞力、乘员所受伤害程度等数据。
4. 摄像记录：开启摄像系统，实时记录碰撞过程，以便后续分析。
5. 数据分析：对采集到的数据进行处理、分析，得出碰撞规律。
五、实验结果与分析1. 碰撞力分析：实验结果表明，汽车在碰撞过程中，碰撞力与碰撞速度、角度等因素密切相关。
随着碰撞速度的增加，碰撞力也随之增大。
2. 汽车结构变形分析：实验过程中，汽车结构在碰撞力的作用下产生不同程度的变形。
碰撞速度越高，结构变形越严重。
3. 乘员所受伤害程度分析：实验结果表明，乘员在碰撞过程中所受伤害程度与碰撞速度、角度、安全气囊、安全带等因素密切相关。
在碰撞速度较高的情况下，乘员所受伤害程度较大。
4. 安全气囊与安全带效果分析：实验结果表明，安全气囊和安全带在碰撞过程中对乘员具有较好的保护作用。
安全气囊在碰撞瞬间迅速充气，为乘员提供缓冲；安全带则将乘员固定在座椅上，减少乘员在碰撞过程中的位移。
六、实验结论1. 汽车碰撞过程中，碰撞力与碰撞速度、角度等因素密切相关，随着碰撞速度的增加，碰撞力也随之增大。
第六章 机动车一维碰撞事故
沿x轴反向 沿x轴正向
车速计算
计算两车有效碰撞速度：
ve1 ve2 105.3x 105.3 0.3 31.6(km / h)
根据有效碰撞速度的定义式
m2 ve1 (v10 v20 ) m1 m2
再由动量守恒
m1 ve 2 (v10 v20 ) m1 m2
车速计算
查得“富康”RG型空车重1037（kg）。甲车加一位 司机，乙车再加一位乘客，所以m1=1112（kg），m2 =1187（kg）。路面附着系数均取为0.6。 以甲车行驶方向（朝北）为x轴，两车碰撞后速度分别 为
v1 254 0.6 0.3 6.76(km / h) v2 254 0.6 2.1 17.9(km / h)
' v10 (37.7) 2 254 0.6 11.3 56.1(km / h)
(39.8) 2 254 0.6 11.3 57.5(km / h) v10
结论
甲车行驶速度为56~58（km/h） 乙车碰前车速为24~26（km/h）
机动车一维碰撞事故
m1v10 m2 v20 m1v1 m2 v2
车速计算
分别联立方程组，可解得 v10 39.8km / h v10 37 .7km / h v20 23 .5km / h v20 25.5km / h 甲车碰撞前有制长度L1=11.3m，则甲车事故 前行驶速度约为
m1v1 m2 v2 m1 v2 v1 v20 m1 m2 m1 m2 k
汽车正面碰撞的车速分析
弹性恢复系数法
有效碰撞速度法
例题
有效碰撞速度法
汽车撞碎实验报告(3篇)
第1篇一、实验背景随着汽车保有量的不断增加，交通事故频发，给人们的生命财产安全带来了严重威胁。
为了研究汽车在碰撞过程中的受力情况，提高汽车的安全性能，本实验采用模拟碰撞的方法，对汽车进行撞碎实验。
二、实验目的1. 了解汽车在碰撞过程中的受力情况。
2. 分析汽车不同部位在碰撞过程中的破坏程度。
3. 为汽车设计提供理论依据，提高汽车的安全性。
三、实验原理本实验采用物理力学原理，通过模拟碰撞实验，研究汽车在碰撞过程中的受力情况。
实验中，利用高速摄像机记录碰撞过程中的瞬间状态，通过数据分析，得出汽车在不同碰撞条件下的受力情况。
四、实验材料1. 汽车模型：选用与实际车型相似的汽车模型，尺寸为1:1。
2. 撞击装置：采用液压撞击装置，可调节撞击速度和角度。
3. 高速摄像机：用于记录碰撞过程中的瞬间状态。
4. 数据采集与分析软件：用于处理实验数据。
五、实验步骤1. 准备实验：将汽车模型放置在实验台上，调整撞击装置的撞击速度和角度。
2. 进行实验：启动撞击装置，使汽车模型与撞击物发生碰撞。
3. 数据采集：利用高速摄像机记录碰撞过程中的瞬间状态。
4. 数据分析：将采集到的数据进行处理，分析汽车在碰撞过程中的受力情况。
六、实验结果与分析1. 撞击速度对汽车受力的影响：实验结果表明，随着撞击速度的增加，汽车所受的冲击力也随之增大。
在高速撞击条件下，汽车更容易发生严重变形和损坏。
2. 撞击角度对汽车受力的影响：实验结果表明，撞击角度对汽车受力有显著影响。
当撞击角度为90°时，汽车所受的冲击力最大；当撞击角度为45°时，汽车所受的冲击力次之；当撞击角度为0°时，汽车所受的冲击力最小。
3. 汽车不同部位在碰撞过程中的破坏程度：实验结果表明，汽车的前部、侧面和尾部在碰撞过程中容易发生变形和损坏。
其中，前部受到的冲击力最大，其次是侧面和尾部。
4. 汽车安全性能改进建议：根据实验结果，提出以下安全性能改进建议：（1）加强汽车前部、侧面和尾部的结构强度，提高汽车的整体抗碰撞能力。
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汽车碰撞理论阐述及碰撞事故再现
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，
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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
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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
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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
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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）.