3汽车安全技术-第3章汽车碰撞安全性设计概要
汽车碰撞安全技术分析
汽车碰撞安全技术分析随着汽车行业的发展和人们对行车安全的关注度不断提升，汽车碰撞安全技术也愈发成为各车企竞争的焦点。
本文将从汽车碰撞安全技术的定义、分类及其原理、应用等方面进行详细分析。
一、汽车碰撞安全技术的定义汽车碰撞安全技术是指通过各种技术手段和装置，在汽车与外界物体碰撞时，通过减少乘员和车辆受到的冲击力，降低事故的伤害程度，从而保护乘员和车辆安全的技术体系。
二、汽车碰撞安全技术的分类及其原理1. 主动安全技术主动安全技术是指汽车在驾驶过程中预防碰撞事故发生的技术手段。
其中最典型的应用便是车辆的制动系统。
通过提高刹车反应时间和刹车能力，从根源上减少碰撞事故发生的概率。
主动安全技术还包括车辆动态稳定控制系统、防抱死制动系统等，这些技术能够提升车辆在各种路况下的操控性能，提高汽车整体的主动安全性能。
2. 被动安全技术被动安全技术是指汽车在事故发生时，保护车内乘员安全的技术手段。
其中最主要的便是车身结构以及安全气囊系统。
车身结构的设计需要满足一定的刚性和变形能力要求，以吸收和分散碰撞能量；而安全气囊系统则能在事故发生时迅速充气，为乘员提供额外的保护。
此外，安全带、座椅以及车窗等部件都是被动安全技术的重要组成部分。
三、汽车碰撞安全技术的应用随着科技的不断进步，汽车碰撞安全技术得到了广泛的应用。
在新车标准要求中，碰撞安全技术已成为众多汽车制造商的必备配置。
特别是一些高端品牌，更是在碰撞安全技术的研发和应用方面投入了大量的资源。
1. 主动安全技术的应用主动安全技术在现代汽车中广泛应用，例如车辆动态稳定控制系统可以通过传感器监测车辆的姿态和行驶信息，实时调整车辆悬挂硬度和刹车力度，降低翻车和侧翻的风险。
而防抱死制动系统能够避免车轮过度刹车造成的失控情况，大大提高了制动时的稳定性。
2. 被动安全技术的应用被动安全技术是目前主流车型中不可或缺的部分。
车身结构的设计逐渐趋向于高强度和可控性变形，以减少碰撞能量传递到车内的概率。
汽车安全技术-第章汽车碰撞安全性设计概要资料共38页文档
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46、寓形宇内复几时，曷不委心任去 留。
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47、采菊东篱下，悠然见南山。
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勤学如春起之苗，不见其增，日 有所长 。
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50、环堵萧然，不蔽风日；短褐穿结 ，箪瓢 屡空， 晏如也 。
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基
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汽车碰撞安全性设计及措施
汽车碰撞安全性设计及措施汽车创造了现代社会的便利，然而安全问题是汽车面临的一个重要挑战。
自20世纪初出现以来，汽车事故一直是一项全球性问题，汽车碰撞安全性设计及措施是减少事故伤害的关键。
本文将从车辆结构和技术行业两个方面探讨汽车碰撞安全性设计及措施，以期提高汽车的安全性。
车辆结构汽车的结构是汽车碰撞安全性设计的关键因素，车身刚性、车身材料和构造设计方面的改进都可以提高汽车的安全性。
车身刚性车身刚性指的是车身的抗弯、抗拉、抗扭等能力。
如果车身刚性越高，车辆在碰撞时就能更好地分散冲击力，从而减小碰撞对车上人员的伤害。
提高车身刚性的方法有以下几种：•加强框架和车身结构•选用高强度车身材料，如高强度钢和铝合金•采用双层车身结构，提高车身强度和刚性•加装加强筋和增强装置，以增加车身稳定性车身材料车身材料是汽车碰撞安全性设计的另一个重要因素。
市面上的车辆材料主要分为钢铁、铝合金和碳纤维等，不同的材料有其各自的特点和优劣。
一般来说，车辆材料需要具备以下性质：•高强度和高刚度，以保证车辆在碰撞时的稳定性和刚性•良好的吸能性能，能够有效吸收碰撞时的冲击力，降低汽车上人员的伤害•轻质化，以减少汽车的重量，提高行驶性能和油耗目前，高强度钢和铝合金是市场上比较流行的材料。
它们都具备优良的强度和吸能性能，而铝合金更加轻量化。
随着碳纤维技术的发展，碳纤维材料也被越来越多地应用于汽车制造中。
构造设计车车辆结构的构造设计也是汽车碰撞安全性设计的关键。
在车辆的构造设计中，如果设计得当，可以有效减少事故时的伤害。
目前，主要的汽车结构设计技术包括以下几种：•投影度设计，通过将发动机和车底构造向前延伸来减少摩擦面积，从而降低碰撞时车辆所受到的力量•安全气囊系统，能够在碰撞时迅速充气，形成气垫，起到缓冲作用，降低碰撞后车上人员所受到的伤害•防滚力学设计，通过加强底盘悬挂系统，有效增加车辆防滚的能力，减少翻车事故的概率技术行业技术行业是汽车碰撞安全性设计的另一个重要领域，他们借助科技手段，为汽车安全提供更加完善的解决方案。
汽车碰撞安全性设计及措施概述
汽车碰撞安全性是衡量汽车安全 性能的重要指标，直接关系到乘 员和行人的生命安全。
汽车碰撞安全性的法规与标准
法规
各国政府和汽车行业组织都制定了一系列汽车碰撞安全性的法规和标准，以确 保汽车的安全性能。
标准
常见的汽车碰撞安全性标准包括欧洲的ECE法规、美国的FMVSS法规和中国的 C-NCAP标准等。
汽车碰撞安全性 设计及措施概述
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目录
• 汽车碰撞安全性概述 • 汽车碰撞安全性设计 • 汽车碰撞安全性措施 • 汽车碰撞安全性设计及措施的应
用案例 • 总结与展望
01
汽车碰撞安全性概述
汽车碰撞安全性的定义与重要性
定义
汽车碰撞安全性是指车辆在碰撞 过程中对车内乘员和行人的保护 能力。
在某次事故中，由于汽车碰撞安全性设计和 措施的应用，使得车内乘客在碰撞中受到的
伤害程度较低，减轻了医疗负担。
汽车碰撞安全性设计及措施在某项技术中的应用案例
要点一
总结词
要点二
详细描述
提升安全性能
在某项技术中，汽车碰撞安全性设计和措施的应用使得该 技术的安全性能得到了显著提升，为驾驶员和乘客提供了 更好的保护。
经验
在汽车碰撞安全性设计和措施方面积累了丰富的经验 ，如采用高强度材料、优化车身结构、增加安全气囊 等，这些经验为进一步改善汽车碰撞安全性提供了有 力支持。
展望
发展趋势
随着科技的不断发展，汽车碰撞安全性设计及措施将 朝着更加智能化、主动化的方向发展，如采用先进的 传感器、人工智能等技术，提高汽车的主动安全性能 ，减少碰撞事故的发生。
汽车碰撞安全性措施的实施需要综合考虑车辆设计、生产工艺、成本等因素，以确保在提高安全性的 同时不会对车辆的其他性能产生负面影响。
汽车正面碰撞安全设计
提高车辆性能
01
正面碰撞安全设计可以提高车辆的安全性能， 02
正面碰撞安全设计可以减轻车辆在碰撞过程
降低交通事故的发生率。
中的损伤，降低维修成本。
03
正面碰撞安全设计可以提高车辆的舒适性， 04
正面碰撞安全设计可以提高车辆的操控性能，
减少乘客在碰撞过程中的不适感。
提高驾驶者的驾驶体验。
结构优化
演讲人
目录
01. 正面碰撞安全设计的重要性 02. 正面碰撞安全设计的原则 03. 正面碰撞安全设计的方法
保护乘客安全
01
正面碰撞安全设计是汽车安全的重要组成 部分，对保护乘客安全至关重要。
02
正面碰撞安全设计可以有效降低交通事故 中的伤亡率，提高乘客的生存几率。
03
正面碰撞安全设计可以减轻乘客在碰撞过 程中的伤害，降低医疗费用和康复时间。
原理：通过变形、断
裂等方式吸收能量
01
目的：降低碰撞过程
中产生的能量
安全气囊
1
安全气囊的作用： 在车辆发生正面碰 撞时，保护车内乘
客免受伤害
2பைடு நூலகம்
安全气囊的种类： 包括正面气囊、侧 面气囊、膝部气囊
等
3
安全气囊的触发条 件：根据碰撞强度 和速度，自动判断
是否触发
4
安全气囊的注意事 项：定期检查，避 免误触发，确保安
全气囊正常工作
计算机模拟
计算机模拟的定义：利 用计算机技术对汽车碰 撞进行模拟仿真，以评 估汽车碰撞安全性能
01
计算机模拟的步骤： 建立模型、设定参数、 运行模拟、分析结果
03
02
计算机模拟的优势：节 省时间和成本，提高设 计效率，降低实验风险
汽车安全性设计概述
汽车安全性设计概述1. 引言汽车安全性一直是汽车设计中极为重要的考虑因素之一。
随着交通事故频发，越来越多的人开始关注汽车的安全性。
为了确保驾驶者和乘客的生命安全以及减少行车事故对周围环境的影响，汽车制造商们不断努力提高汽车的安全性能。
本文将概述汽车安全性设计中的主要原则和各种措施，以及一些新兴的技术和趋势，旨在提高汽车的安全性。
2. 汽车安全性设计原则2.1 结构安全性设计汽车的结构安全性设计是确保车辆在碰撞事故中保持结构完整性，减少驾驶者和乘客的伤害的关键。
以下是一些常见的结构安全性设计原则：•高强度车体设计：采用高强度材料和刚性结构，以提高车辆的耐撞性和刚性。
•撞击吸能设计：在车辆前部和侧部安装撞击吸能装置，如可折叠能量吸收结构和控制变形区域，以吸收碰撞能量，减缓碰撞速度。
•安全驾驶舱设计：优化驾驶舱空间布局，包括合理安置驾驶席和副驾驶席、排挡杆和仪表板等，以最大限度地保护驾驶员和乘客的安全。
2.2 主动安全性设计主动安全性设计是指通过各种先进的技术手段提高汽车在潜在事故发生之前的安全性能。
以下是一些常见的主动安全性设计措施：•制动系统：采用防抱死制动系统（ABS）和电子制动力分配系统（EBD）等技术，确保刹车时车辆稳定且不易失控。
•悬挂系统：采用先进的悬挂系统，如电子稳定控制系统（ESC）和动态稳定控制系统（DSC），可提高车辆在弯道和突发事件中的稳定性。
•灯光系统：采用LED大灯和自适应前灯等技术，提供更好的照明效果，增强夜间行驶的安全性。
2.3 被动安全性设计被动安全性设计是指在交通事故发生时保护驾驶员和乘客的安全性能。
以下是一些常见的被动安全性设计原则：•安全气囊系统：在驾驶员和乘客坐位处安装多个安全气囊，以提供额外的保护。
•安全带系统：采用三点式安全带和预紧限力器等技术，确保驾驶员和乘客在事故发生时保持在最佳安全位置。
•车身细节设计：设有防颈扭伤座椅、安全把手和车身强度稳定等设计，以减少软组织伤害和骨折等伤害。
汽车碰撞安全性能分析与优化设计
汽车碰撞安全性能分析与优化设计随着汽车行业的快速发展，汽车碰撞安全性能成为了一个越来越重要的议题。
在本文中，我们将对汽车碰撞安全性能进行详细分析，并提出一些优化设计的建议。
1. 碰撞安全性能的重要性汽车碰撞是道路上常见的事故，对车辆及乘客的安全造成了严重威胁。
因此，汽车碰撞安全性能的提升至关重要。
一个安全的汽车设计应该能够最大限度地吸收撞击力量，保护车内乘客的生命安全。
2. 碰撞测试和评价体系为了评估汽车的碰撞安全性能，目前已经建立了一套完善的碰撞测试和评价体系。
其中，常用的测试方法包括正面碰撞、侧面碰撞和侧翻碰撞等。
同时，根据欧洲新车评价计划（Euro NCAP）和美国国家公路交通安全管理局（NHTSA）的标准，车辆的碰撞安全性能会被评分，供消费者参考和选择。
3. 汽车碰撞安全性能的分析汽车碰撞安全性能的分析需要考虑多个方面的因素。
首先是车辆的结构设计，包括车身刚性和能量吸收结构的设计。
其次是安全气囊的设计和部署位置，以及安全带的使用。
另外，刹车系统和悬挂系统的性能也会影响整车在碰撞中的表现。
4. 汽车碰撞安全性能的优化设计为了提高汽车的碰撞安全性能，可以从以下几个方面进行优化设计。
首先，加强车辆的结构设计，采用高强度材料，提高车身刚性，并合理布置能量吸收结构。
其次，优化安全气囊系统，增加侧面气囊和膝部气囊等被动安全系统，提供更全面的保护。
此外，改进刹车系统和悬挂系统，提高制动性能和稳定性，减少碰撞的发生。
5. 先进技术在碰撞安全性能中的应用随着科技的发展，越来越多的先进技术被应用于汽车碰撞安全性能的改进。
例如，预碰撞系统能够在碰撞前预测并采取相应措施，以减少事故发生的可能性。
自动紧急制动系统可以在紧急情况下自动启动制动，减少事故发生时的碰撞力量。
6. 汽车碰撞安全性能的未来发展未来，汽车碰撞安全性能仍将是车辆设计中的关键问题。
随着自动驾驶技术的发展，汽车碰撞的模式和需求也将发生变化。
因此，快速适应和采纳新技术将是汽车制造商不断提升碰撞安全性能的必要手段。
汽车碰撞安全要求
汽车碰撞安全要求随着汽车行业的快速发展，汽车的碰撞安全性成为重要的考量标准之一。
汽车碰撞安全要求旨在保护乘车人员的生命和财产安全，减少交通事故带来的伤亡。
本文将从车辆结构设计、安全气囊、制动系统和安全带四个方面探讨汽车碰撞安全要求的相关规范。
一、车辆结构设计在车辆结构设计方面，汽车制造商应遵循一系列的规范，并采取一定的措施来提高车辆的碰撞安全性。
首先，车辆的主体结构应采用高强度钢材，以提供更好的刚性和抗变形能力。
这可以确保在碰撞事故发生时，车辆能够更好地吸收和分散撞击力。
此外，车辆的前部和后部应设有防撞杠，以减轻对车辆主体结构的冲击。
其次，车辆底盘应设计成能够抵抗侧翻以及保护乘车人员的结构。
这可以通过加强底盘的刚性和在底盘上设置适当的保护装置来实现。
另外，车辆的车门和车窗应具有良好的抗撞击性。
车门应设有防撞柱和横梁，以提供更好的侧面碰撞保护。
车窗则应使用强化玻璃，以减少玻璃碎裂对乘车人员的伤害。
二、安全气囊安全气囊是现代汽车碰撞安全中的重要组成部分。
在规范要求中，汽车制造商应根据车辆类型和等级，在前排座位和侧面设有相应的安全气囊。
前排座位的安全气囊主要用于减轻乘车人员在前部碰撞事故中的头部和胸部伤害。
侧面安全气囊则主要用于减轻乘车人员在侧面碰撞事故中的头部和腰部伤害。
同时，制造商还应确保安全气囊的触发机制、充气速度和充气量能够适应不同碰撞情况，以提供最佳的保护效果。
三、制动系统制动系统作为汽车行驶中最为重要的安全装置之一，对碰撞安全要求具有重要意义。
汽车制造商应确保车辆的制动系统能够在各种道路和气候条件下提供稳定和即时的刹车效果。
制动系统应具备高效的制动能力，以便在碰撞事故发生前能够更好地减速或停车。
此外，制动系统还应具备防抱死系统（ABS）和电子制动力分配系统（EBD）等先进的技术，以提高刹车的稳定性和安全性。
四、安全带安全带是最基础的被动安全装置，其正确使用和有效性对乘车人员的安全至关重要。
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⒊横截面与吸能 相同周长的截面对比
⒋预变形与吸能
预变形：引导结构在碰撞时向设定的吸能 变形方式发展。
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9、静夜四无邻，荒居旧业贫。。21.3.421.3.4Thursday, March 04, 2021
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10、雨中黄叶树，灯下白头人。。11:49:2811:49:2811:493/4/2021 11:49:28 AM
第3章 汽车碰撞安全性设计
3.1 概述 3.2 经验法和试验法 3.3 数学分析法 3.4 汽车碰撞安全性设计 3.5 碰撞吸能结构的设计
3.1 概述
汽车碰撞安全性问题分两种情况： ① 新汽车产品的碰撞安全性设计问题 ② 已有汽车产品的碰撞安全性改进问题
新设计有充分的设计空间 改进设计更有挑战性
研究方法
⒈解析法
⑴建立碰撞力学模型及求解方法的分析 ⑵简单模型的精确分析 ⑶汽车结构设计初期的碰撞概算
优势：建立分析模型
⒉多刚体动力学法
⑴多体分析力学 多刚体动力学 多柔体动力学
⑵计算多体系统动力学 ①基于拉格朗日方程 ②多刚体系统动力学 ③刚-柔混合多体系统动力学
计算机多体动力学分析软件—研究航天器、 机器人等的基础
3.5 碰撞吸能结构的设计
⒈焊点与吸能 焊接强度、焊接形式的因素
a)焊点开裂，弯折变形 b)焊点未开裂，产生充分皱褶变形
⒉壁厚与吸能 壁厚太小不具备吸能条件 壁厚太大不容易变形吸能
壁厚对碰撞变形吸能特性的影响： ⑴碰撞产生的最大阻力不同 壁厚小最大阻力小，壁厚大最大阻力大 ⑵缓冲吸能时间的长短不同 壁厚小吸能（碰撞持续）时间长 壁厚大吸能（碰撞持续）时间短
⒉ 试验法：
试验法是一种直接客观的设计与验证方法。 目的是再现实际道路上的车辆碰撞事故并 对其研究。 特点：需要特定的碰撞试验设施，牵引机 构、障碍壁、电测量系统、高速摄影测量系 统、测试用假人。
碰撞试验：
实车碰撞试验
正面碰撞 偏置碰撞
侧面碰撞 追尾碰撞
车车 固定壁 移动壁 翻车
碰撞试验
模拟碰撞试验
试验过程和实际碰撞有区别。
作用： ① 研究结构的缓冲吸能特性 ② 检验汽车零部件能否满足汽车碰撞安
全性
特点： ① 受试验方法和装备的先进性的影响 ② 用真实物体在真实碰撞条件下试验
⒊数学分析方法（仿真法）：
主要是应用数学和力学工具进行汽车碰撞 过程的分析方法。解析法、多刚体动力学法、 有限元法等。
经验法的例子-安全带的发明
汽车安全带挽救了无数人的生命，是对行车安全 的一项重要贡献。美国安全荣誉纪念馆于近期接纳了 三点式安全带的发明人尼·波林。
尼·波林原是一名飞机设计师，1958年他到底特律 沃尔沃汽车公司工作。在考虑汽车遇到紧急刹车或碰 撞事故时，如何能使司机、乘客牢牢地固定在坐位上， 以抵挡住猛烈撞击不受伤害时，他认为，用皮带一边 横跨胸部，一边横跨腰下臀部，从同一固定点由上往 下紧扣，能固牢整个人体。这即是今日人们早已熟知 的三点式汽车安全带。
特点：
① 可以节省碰撞试验次数，成本低、周期短
② 可以进行危险的实验模拟。
仿真是建立相应物理系统的数学模型在计 算机上解算的过程。数学模型是仿真的基础。
3.2 经验法和试验法
⒈ 经验法： 经验法不需要很深的的理论和很高技术
水平，是一种创造。 经验法是最直接的设计方法，但往往不
完善，需要辅以其他方法，将直接经验转 化为科学、使用、可靠的产品设计。
⒊有限元法
20世纪80年代发展和完善的计算方法
10ms时的碰撞变形
40ms时的碰撞变形
分析软件：
DYNA 3D（LS-DYNA3D、OASYS DYNA3D）
美国及英国早期应用广泛
PAM-CRASH起源法国，早期欧洲应用较多
三维造型和分析软件 UG CATIA
碰撞安全分析工程师 结构碰撞分析 乘员保护分析 安全开发 熟悉汽车碰撞安全基本原理和相关法规； 熟悉碰撞安全分析相关软件 （Hypermesh，LS-DYNA，MADYMO， PAM-CRASH）的应用
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11、以我独沈久，愧君相见频。。21.3.411:49:2811:49Mar-214-Mar-21
1963年，沃尔沃汽车公司把尼·波林的三点式汽车 安全带注册，并在自产的汽车上装配。同时，沃尔沃 还把安全带发明，免费提供给其他企业使用，以推广 这项保护生命的发明。
经验法的例子-安全气囊的发明
1953年8月18日，美国人约翰，赫特里特 获得了“汽车缓冲安全装置”的美国专利。
赫特里特是一位自学成才的宾夕法尼亚 州工程师，他在1952年的一次事故后，萌发 了设计撞车安全装置的想法。在这次事故中， 他为躲避一个障碍物而猛打方向盘进行制动， 他和妻子都用手臂本能地保护坐在前座中间 位置上的女儿。这次事故后他意识到必须有 一个更好的方法来保护乘员，两周之后他绘 好了设计图纸交给了代理人，这份图纸确定 了今天安全气囊的雏型。
台车模拟 台选 多方案中选优、改进研究、影 响因素对比；
⑵安全性评估 直接测出结果，对设计、改进 及产品的安全性评价；
⑶辅助设计与改进 辅助设计和改进的手段。
碰撞性试验是破坏性实验，成本高、耗费时 间大、试验结果和过程的瞬时性
3.3 数学分析法
⒈解析法 ⒉多刚体动力学法 ⒊有限元法 ⒋仿真：汽车碰撞力学仿真
3.4 汽车碰撞安全性设计
⒈整车理想碰撞特性 ⑴纵向碰撞理想特性
①保证足够生存空间，不产生过大变形； ②乘坐室外的车体结构尽可能变形，合理吸收 碰撞能量 ⑵侧面碰撞理想特性 ①车门和立柱尽可能大的刚性，变形要小； ②车门内板应柔软
⒉碰撞安全性的反推设计法
碰撞界面→缓冲吸能系统→安全区保护结构系统 →转向盘与内饰系统 →安全气囊系统→ →安全带和安全座椅系统→人体响应←安全法规
发展：经验法、试验法、分析法 ⒈经验法：
单纯凭直觉和经验进行碰撞安全性设 计和改进的方法称为经验法。
①直觉是通过多次相关经验积累产生的； ②经验法以大量汽车碰撞事例为基础。
⒉汽车碰撞试验方法：
主要是通过模拟汽车碰撞事故中的一些 典型的和重要的碰撞过程来获取对不同结构 缓冲吸能特性认识，实质上是通过人为碰撞 事件在短时间内获取足够多经验的一种 “经 验法”。