汽车模拟碰撞试验台设计及动力学分析
车辆碰撞模型的动力学分析与优化
车辆碰撞模型的动力学分析与优化随着汽车行业的发展和人们生活水平的提高，车辆碰撞安全性日益受到重视。
为了减少碰撞事故对驾乘人员的伤害，不断改进和优化车辆碰撞模型的动力学分析方法显得尤为重要。
本文将探讨车辆碰撞模型的动力学分析与优化，为减少碰撞事故的影响提供有效的解决方案。
1. 车辆碰撞模型的动力学分析车辆碰撞模型的动力学分析是对碰撞事故发生过程进行研究和模拟，以便更好地理解碰撞对车辆和驾乘人员的影响。
动力学分析主要涉及力学、材料学、结构分析等领域的知识，以建立完善的数学模型来描述碰撞过程中的能量转化和力学行为。
在动力学分析中，研究者使用各种数学工具和计算方法，如有限元分析、多体动力学模拟等，来模拟车辆碰撞过程中的力学行为。
通过这些模拟方法，可以计算出车辆的撞击力、应力分布、变形情况等信息，进而评估碰撞对驾乘人员的伤害程度。
2. 动力学分析在车辆碰撞优化中的应用优化车辆的碰撞安全性是车辆制造商和研究机构的重要任务之一。
动力学分析可以发挥重要作用，其在车辆碰撞优化中的应用主要包括以下几个方面。
2.1 碰撞结构设计与优化动力学分析可以帮助优化车辆的碰撞结构设计。
通过模拟碰撞过程中的力学行为和应力分布情况，可以评估不同碰撞结构的性能差异。
在此基础上，可以对碰撞结构进行调整和优化，以提高车辆的碰撞安全性。
2.2 驾乘人员伤害评估与预测在车辆碰撞优化过程中，了解驾乘人员的伤害情况是至关重要的。
动力学分析可以计算出碰撞过程中驾乘人员所受的力和加速度等信息，从而评估出伤害的程度。
这些信息可以用于优化车辆的安全设计，以减少碰撞事故对驾乘人员的伤害。
2.3 车辆主动安全系统的开发与改进动力学分析还可以用于开发和改进车辆的主动安全系统。
通过模拟不同碰撞情况下主动安全系统的响应，可以评估系统的效果和性能。
这些结果可以指导主动安全系统的设计和改进，提高车辆在碰撞中的安全性能。
3. 动力学分析方法的挑战与展望尽管动力学分析在车辆碰撞优化中的应用已经取得了一定的进展，但仍然存在一些挑战和待解决的问题。
各种车辆碰撞实验报告
一、实验背景随着我国汽车保有量的逐年增加，交通事故也日益频繁。
为了提高车辆的安全性能，降低交通事故的发生率，各大汽车制造商和科研机构纷纷开展车辆碰撞实验。
本实验旨在通过模拟各种车辆碰撞情况，分析碰撞过程中的力学特性，为车辆设计和安全性能提升提供理论依据。
二、实验目的1. 研究不同类型车辆碰撞时的力学特性；2. 分析碰撞过程中的能量转换；3. 探讨车辆安全配置对碰撞结果的影响；4. 为车辆设计和安全性能提升提供参考。
三、实验内容1. 实验方案设计本实验采用模拟碰撞实验，选用以下车型进行碰撞实验：（1）小型轿车：A0级；（2）中型轿车：B级；（3）SUV车型：C级；（4）重型货车：D级。
实验采用正碰、追尾、侧碰三种碰撞形式，分别模拟实际道路中常见的碰撞事故。
2. 实验仪器与设备（1）碰撞实验台：用于模拟车辆碰撞；（2）高速摄影机：记录碰撞过程；（3）加速度传感器：测量碰撞过程中的加速度；（4）能量测量仪：测量碰撞过程中的能量转换；（5）数据采集与分析软件：处理实验数据。
3. 实验步骤（1）搭建实验平台，调试实验设备；（2）将待测车辆放置于碰撞实验台上；（3）设置碰撞速度、角度等参数；（4）启动实验，记录碰撞过程；（5）采集数据，分析碰撞结果。
四、实验结果与分析1. 小型轿车碰撞实验实验结果显示，小型轿车在正碰、追尾、侧碰三种碰撞形式中，碰撞速度对碰撞结果影响较大。
在碰撞速度较低时，车辆结构基本完好，车内乘客受到的伤害较小；随着碰撞速度的提高，车辆结构损伤加剧，车内乘客受到的伤害也随之增加。
2. 中型轿车碰撞实验中型轿车在三种碰撞形式中的碰撞结果与小型轿车类似，但碰撞速度对碰撞结果的影响更为明显。
在碰撞速度较高时，车辆结构损伤较大，车内乘客受到的伤害更严重。
3. SUV车型碰撞实验SUV车型在三种碰撞形式中的碰撞结果与小型、中型轿车有所不同。
由于SUV车型车身较高，侧碰时车内乘客受到的伤害相对较小。
但SUV车型在追尾碰撞中，由于车身高，车内乘客受到的伤害较大。
汽车碰撞模拟仿真中侧面碰撞的动力学分析
汽车碰撞模拟仿真中侧面碰撞的动力学分析在汽车碰撞模拟仿真中，侧面碰撞是一种常见的碰撞类型，它对车辆及乘客的安全性有着重要的影响。
本文将对侧面碰撞的动力学进行分析，并通过汽车碰撞模拟仿真来评估碰撞的影响。
1. 简介侧面碰撞是指在汽车行驶过程中，一辆车以侧面受到撞击的情况。
这种碰撞一般发生在交通事故中，可能是两辆车之间的直接碰撞，也可能是一辆车与固定障碍物之间的碰撞。
侧面碰撞具有碰撞点高、撞击速度快、乘员保护程度低等特点，对车辆和乘客的伤害风险较大。
2. 动力学分析在汽车侧面碰撞中，动力学是一个关键的概念，它是研究碰撞中车辆和乘客所受到的力、加速度及位移等参数的学科。
对侧面碰撞进行动力学分析，可以帮助我们了解碰撞过程中的力学特性，从而进行相关的安全性评估。
2.1 车辆受力分析在侧面碰撞中，撞击力主要作用在被撞击车辆的侧壁上。
这个力的大小取决于撞击速度、撞击角度、撞击点位置等因素。
而受到撞击力的车身会产生挤压和弯曲变形，导致车辆结构的破坏。
因此，评估车辆在侧面碰撞中承受的受力情况对于安全性能的优化具有重要意义。
2.2 乘客安全性评估除了车辆结构的安全性评估，对乘客在侧面碰撞中的安全性能评估也是必不可少的。
侧面碰撞会直接对乘客的身体产生影响，可能导致乘客产生创伤或损伤。
通过模拟仿真，我们可以分析乘客在碰撞过程中所承受的加速度、力量和位移等参数，以此来评估乘客的受伤风险。
3. 汽车碰撞模拟仿真汽车碰撞模拟仿真是一种基于计算机模型和数值计算方法的工程分析方法。
通过对车辆和碰撞事件进行数值模拟，可以预测碰撞过程中的各种物理量，如速度、加速度、力量等，以此来评估碰撞的影响。
3.1 模拟模型建立在进行汽车碰撞模拟仿真之前，首先需要建立一个准确的模型。
模型一般包括车辆、乘客和碰撞物体等。
通过使用计算机辅助设计软件和三维建模技术，可以将真实的车辆和物体建立为可供仿真分析的数值模型。
3.2 材料特性和碰撞模型参数在模拟中，需要为材料和碰撞模型设置相应的材料特性和参数。
汽车碰撞性实验报告
汽车碰撞性实验报告实验目的通过对汽车的碰撞性能进行实验，了解汽车在碰撞情况下的安全性能，并对实验结果进行分析和总结，为汽车安全设计提供依据和参考。
实验器材与方法实验器材1. 碰撞试验台：用于模拟汽车在不同碰撞情况下的受力情况；2. 测试车辆：选择多款不同类型的汽车进行碰撞测试；3. 传感器：用于测量车辆碰撞时的加速度、速度等参数。
实验方法1. 确定实验参数：选择不同的车辆、不同的碰撞角度和速度，以模拟不同碰撞情况；2. 安装传感器：将传感器安装在车辆的关键位置，如车头、车尾、车门等；3. 进行碰撞试验：在碰撞试验台上进行碰撞实验，记录传感器采集到的数据；4. 数据分析：对实验数据进行分析，比较不同车辆在不同碰撞情况下的受力情况，评估碰撞性能。
实验结果与分析经过多次实验，我们得到了大量的数据，并对数据进行了整理和分析。
车辆受力情况结果表明，不同车辆在不同碰撞情况下的受力情况存在差异。
高速碰撞时，车辆前部受力最大，车头部位承受较大压力；而低速碰撞时，车辆整体所受力较小，车身各部分受力更为均匀。
车辆安全设计评估根据实验数据分析，我们可以评估车辆的碰撞性能。
通过对比不同车辆在相同碰撞情况下的受力情况，我们可以发现一些设计差异，进而评估哪些车辆具有较好的碰撞性能。
结果总结通过汽车碰撞性实验，我们得到了大量有关汽车碰撞性能的数据，并对实验结果做了评估和总结。
在实验数据的基础上，我们可以进一步优化汽车的碰撞性设计，提高汽车的安全性能。
实验结论实验结果表明，汽车在碰撞情况下的安全性能存在差异，不同车型在不同碰撞情况下受力情况有所不同。
通过对实验数据的分析和评估，我们可以对汽车的碰撞性能进行优化和改进，提高汽车的安全性能。
参考文献1. Smith, J., & Johnson, A. (2019). The impact of vehicle design on crashworthiness. Journal of Safety Research, 70, 137-145.2. Zhang, H., Tang, Y., & Zeng, Z. (2020). Comparison of safety performance of different vehicle types in frontal crash. International Journal of Crashworthiness, 25(6), 713-722.。
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。
汽车碰撞模拟实验台设计
１绪论１．１课题来源与国内外现状随着科技的进步、经济的发展、人民生活水平的不断提高,汽车己经成为人们学习、工作、生活中不可缺少的代步工具,对人们的生活、生产产生了深刻的影响。
作为一种便捷的现代化交通工具,汽车在给人们带来极大便利的同时,也因其造成的交通事故给人类的生命和财产安全带来了严重威胁。
随着全球汽车保有量的不断增加，交通事故也随之增加,交通事故己经成为全球范围内的一大社会问题。
这是一组让人膛目结舌的数字。
美国的汽车保有量为１.３亿辆，每年道路交通死亡4万人左右；日本的汽车保有量近8000万辆,每年道路交通死亡1.1万人，去年降到8000人。
中国的汽车保有量是3０00万辆,每年道路交通死亡近11万人，单车事故率相当于美国的近13倍,日本的近40倍。
除去交通状况等客观因素，一个不可回避的原因就是中国汽车安全系数低，我国交通事故的严重程度由此可想而知。
随着我国道路交通状况的不断改善,我国汽车的保有量不断增加,车速也逐渐提高，交通事故总量和所造成的人员伤亡与财产损失近年来也呈上升趋势。
加强道路交通系统和汽车安全的研究，预防交通事故,是需要全社会共同关注和迫切改善的重要课题[1-２]。
汽车安全性问题与汽车的各种性能等直接或间接有关,对其研究最初是与提高汽车的整车性能的研究交织在一起的。
随着二战后汽车工业的持续发展,到60年代中期,西方发达国家中汽车的保有量和汽车的动力性能有了明显的提高,公路上的车流密度和车流速度己达到了一个空前高的水平，汽车事故发生率空前高涨,汽车安全性受到了公众和政府部门的高度重视。
从这一时期开始，各国相继制定或修订了安全法规,如美国的汽车安全标准FMＶSＳ等[３］。
在这些法规的制约下,以及为了提高汽车产品的竞争力,各大汽车制造商和一些研究机构开展了汽车安全性的专门研究。
汽车安全性研究逐渐从汽车技术研究的其他领域分离出来形成了一个独立的分支。
1.2 汽车安全性的种类汽车安全性可划分为主动安全性和被动安全性[4－5]。
汽车碰撞仿真与试验研究
汽车碰撞仿真与试验研究第一章汽车碰撞动力学简介汽车碰撞是现代汽车安全性能的重要指标之一。
在实际碰撞事故中，车辆的动力学行为直接影响碰撞事故的严重程度以及乘员的受伤情况。
因此，深入研究汽车碰撞动力学是必要的。
汽车碰撞动力学主要研究车辆在碰撞过程中的动力学行为，包括速度、加速度、变形等。
而在汽车碰撞仿真和试验研究中，需要将车辆和碰撞物体建模成为一个系统，研究其在碰撞时的相互作用。
第二章汽车碰撞仿真汽车碰撞仿真是一种基于计算机模拟的技术，可以方便快捷地预测在不同碰撞条件下，撞车后车辆和乘员的动态响应。
它将汽车碰撞的三个主要阶段分开模拟，即前期碰撞、主要碰撞以及后期碰撞。
在前期碰撞阶段，车辆和其它碰撞物体相互接触，撞击力作用于车辆上，引起车辆的形变。
而在主要碰撞阶段，车辆的形变程度增大，能量转移至车辆内部的结构件或乘员。
而在后期碰撞阶段，则是车辆停止运动或反弹的过程。
汽车碰撞仿真的主要工具为有限元分析（FEA）软件，它可以创建车辆的几何模型，并对其进行划分成为不同单元，进行有限元分析。
模拟结果可以得到车辆的应变、应力、形变等数据，以及车辆碰撞后的变形情况。
第三章汽车碰撞试验汽车碰撞试验是通过物理实验的方式，对汽车在碰撞中的动态响应和结构变化进行测试和评估。
在汽车碰撞试验中，需要通过人造碰撞物体和设备对车辆进行真实的碰撞试验。
汽车碰撞试验分为静态试验和动态试验两种。
静态试验是对车辆静止状态下进行的测试，通过施加力和观察车辆变形情况，来评估车辆的结构强度和刚度。
而动态试验则对车辆在真实碰撞条件下的动态响应和乘员受伤情况进行评估，可以通过车辆本身或人造碰撞物体对车辆进行碰撞试验。
在汽车碰撞试验中，需要测量车辆的速度、加速度、变形程度等指标，并通过高速摄像机等设备记录车辆在碰撞中的变化过程。
第四章汽车碰撞仿真与试验的应用汽车碰撞仿真与试验可以用于评估车辆的安全性能，为汽车设计和制造提供指导。
它可以预测在不同碰撞条件下，车辆和乘员的动态响应以及碰撞后的破坏情况，从而指导汽车的设计和材料选用。
汽车碰撞模拟仿真中车辆侧翻的动力学分析
汽车碰撞模拟仿真中车辆侧翻的动力学分析近年来，随着汽车安全性的不断提升，对于汽车碰撞的仿真模拟也变得越来越重要。
其中，汽车侧翻事故在道路交通事故中占据一定的比例，因此对车辆侧翻动力学的深入研究和分析具有重要意义。
本文将通过汽车碰撞模拟仿真，深入探讨车辆侧翻的动力学分析。
1. 车辆侧翻的影响因素分析在进行车辆侧翻动力学分析之前，首先需要了解影响车辆侧翻的各种因素。
主要包括以下几个方面：1.1 汽车动力学性能：汽车的重心高度、车辆质量分布、悬挂系统、转向灵敏度等直接影响车辆的侧翻稳定性。
例如，高重心、重量分布不均匀的车辆更容易侧翻。
1.2 车辆速度和行驶轨迹：车辆速度和行驶轨迹对车辆侧翻具有重要影响。
高速行驶时，车辆的侧翻风险更高。
1.3 外部环境因素：包括道路状况、车辆所受侧风及其他外力的作用等。
不同的道路状况和侧风风速会对车辆侧翻产生不同的影响。
2. 汽车碰撞模拟仿真技术汽车碰撞模拟仿真技术是一种通过计算机模拟和分析车辆在碰撞过程中的动力学行为和变形情况的方法。
通过建立数学模型、运用数值计算方法，可以在实验室环境下模拟真实的碰撞事故，帮助工程师评估汽车的安全性能。
此外，仿真还可以根据不同的碰撞角度、碰撞速度和碰撞对象对车辆侧翻的影响进行分析。
3. 车辆侧翻的动力学分析通过汽车碰撞模拟仿真，可以获得车辆在不同碰撞条件下的动力学响应数据。
根据这些数据，可以进行车辆侧翻的动力学分析。
3.1 车辆滚转角度分析：通过模拟碰撞后车辆的滚动角度变化，可以评估车辆侧翻的风险。
如果滚动角度较大，说明车辆在碰撞过程中有可能侧翻。
3.2 车辆转向角分析：车辆在侧翻过程中，转向角度的变化也十分重要。
模拟分析车辆在侧翻过程中转向角的变化情况，可以有效评估车辆侧翻的风险。
3.3 车辆重心高度分析：车辆重心的高度对侧翻稳定性有着直接的影响。
通过计算模拟，可以确定不同重心高度对车辆侧翻风险的影响程度。
4. 车辆侧翻风险评估根据上述动力学分析结果，可以对车辆的侧翻风险进行评估，具体包括以下几个方面：4.1 确定车辆侧翻的潜在风险：根据模拟结果，确定车辆在不同碰撞条件下的侧翻潜在风险。
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根据碰撞范围的不同，固定壁碰撞试验可以分为全宽碰撞和偏置碰撞，如图２．１所示。
（ａ）余宽碰掩（ｂ）偏置碰撞
图２．１全宽碰撞和偏置碰撞
（·，正面酣
恤１重一鸯蛀
ｔｄ’幛鼍墨卡事
Ｉｃ＇３０＊翔盘擅
图２２不同彤状的碰撞璧
汽车碰撞方向也可以和固定壁成～定角度，有时还可以在固定壁前面附加各种形状的障碍物，以研究汽车在不同情况下的碰撞特性，如图２．２。
在汽车碰撞实验中，为了把试验车辆的加速增加到碰撞实验所要求的速度，有多种方法可以采用，表２．１列出了国内外进行撞车试验所普遍采用的加
速方法及其特点。
表２１试验车的加速方法
型式分类特点
需要大型牵引车，动力损失较大。
需要较长＝的路段。
使崩牵引乍撞车速度要靠司机调整，需要训练司机。
优点是试
验容易进行，成本低。
需要准备较长的行车距离，容易调整撞车速度，并牵引式使用绞盘
且可以仔细的调赘撞车速度。
在较短的行驶距离中即可达到较高的速度。
因为直使用直线电机接牵引试验车，故不会发生由丁二钢索的原因而产生
的故障，适台干室内试验。
缺点是成本较高。
如果提高可动滑轮的速比．在短的行程内可以达到重锤下落较高的速度。
缺点是在重锤、钢索、滑轮和试验车利用重的连接中产生的动力损失较多，速度糟度不高。
力式为达到撞车速度，行驶距离要足够长，并且试验车下坡行驶的姿态也不是水平的，速度调节比较困难。
优点是
不需要特殊的加速装置。
可以在较短的加速距离内产生较高的碰撞速度。
缺发射式橡皮绳弹射
点是速度控制比较圉难。
自动行
遥控驾驶需要在试验车上安装特殊的自动驾驶设备，成本较
驶式高，但速度控制比较方便。
目前所进行的各种汽车碰撞测试，主要采用的是平面固定壁的正面全宽碰撞试验，如图２．３，这种方法也是美国ＦＭＶＳＳ２０８要求进行的试验。
ＦＭＶＳＳ２０８和ＳＡＥＪ８５０中对固定壁试验进行了规定，主要项目参见表２．２。
圈２．３聱车正面全宽碰撞
８
∞犍墨糖艟
（”嗽湃酥堆
图２．５移动壁碰撞试验
２．１．１．３车对车的碰撞试验
为了检查撞车后双方车辆的外形和刚度变化情况，要进行车对车的碰撞试验。
试验型式一般有正面碰撞，侧面碰撞和追尾碰撞三种。
其加速方式可以参考固定壁试验的加速方式。
图２—６为试验车以等速碰撞的示意图。
图２．６等迷正面撞车试验
２．１．２撞车模拟试验
２．１．２．１台车模拟试验
撞车模拟试验的目的是鉴定乘员的保护装置和各种部件对惯性力的强度特性。
实际撞车时出现的减速度波形是非常复杂的．要把它全部在台车上表现出来是非常困难的。
团此。
采用近似的基本波形、并且把它和全部的速度
变化统一起来，以这个减速度来代表实际撞车时的减速度进行试验。
根据碰撞波形的不同，台车模拟碰撞试验台有冲撞型（弹射式，减速式）和发射型（反推式，加速式１两种。
１．冲撞型模拟碰撞试验
冲撞型模拟碰撞试验与实车碰撞试验过程相仿，它对试验台车具有如下要求：
①台车环境要尽量接近真车情况，以便为实际汽车设计提供参考数据。
②台车结构刚度要大，冲撞时变形要小，要能够重复进行试验，如图２．７。
图２，７冲撞型模拟碰撞试验台
２．发射黧模拟磁撞试验
发射型模拟碰撞试验台是用预先积蓄好的能量将安装有试验晶的平台射出，给予加速冲击，因为加速度方向与实车撞事时的减速冲击正好相反，故应将试验品放置的方向与平台发射方向相反以模拟汽车碰撞过程。
２．１．２．２台架冲撞试验
台架冲撞试验是一种简化的模拟试验。
它的试验方法是对试验车的试验部位直接给予冲击力，从而鉴定该部位的性能。
大致有以下凡种：１．司机头部冲撞试验
用重量６．８ｋｇ，直径１６．５ｃｍ的钢制人头模型，对需要冲撞的部位以适当的方向及速度加速头部模型进行冲撞试验。
２．司机胸部冲撞试验
１２
这个试验中最典型的是转向盘的冲击试验。
用人体上部的模型，以规定的速度冲击转向盘，测量胸部模型上部的传感载荷。
测量用的力传感器安装在转向盘和转向柱中。
图２虑是转向盘冲击试验的实例。
图２．８转向盘冲击试验
３．座椅安全带试验
把人体模型安装在台车上，进行包括固定零件在内的安全带总成的强度试验。
图２．９是把人体模型和座椅安装在台车上进行试验的示意图。
府交仝带砌定点
生耷
●位：蚴
图２．９座椅安全带的冲击强度试验
２．２汽车碰撞的计算机仿真
因为实车碰撞试验是一种破坏性的试验方法，耗资巨大，对试验场地要
１３
图２．１０秉员多刚体系统模型
多剐体系统从结构上可分为树状（开环）和非树状（闭环）型系统１２２１。
就目前而言，对于树状多体系统的研究方法主要有：牛顿～欧拉法、拉格朗日乘子法、高斯法及凯恩一休斯顿方法。
牛顿一欧拉法在处理单个刚体的定点运动时，其推导省力且所得的结果是六个一阶微分方程，形式简洁且易于求解，但当系统包含有一个以上的剐体和质点时，用此方法给出的方程数目往往不够，此时需要对系统中每个刚体和质点单独列写运动微分方程，因而出现了许多约束反力，使未知数增多，方程更加复杂，拉氏方程是一个一般的方法，它将系统作为一个整体研究，在理想约束情况下可以自动消除约束反力而给出与系统自由度数目相同的运动微分方程式，直接由主动力求出运动，但由于引入了动能，需求两次倒数，所以推导过程比较费力，给出的若干二阶微分方程式也相当冗长。
而凯恩一体斯顿方法提出了～种以低序体阵列描述多体系统的拓扑结构，将求导转换为矩阵相乘，用变换矩阵描述各运动变量，并用矢式表示惯性，引进欧拉参数来消除运动过程中的奇点问题，以凯恩方程为基础的多体动力学系统方程可以自动消去不做功的内部约束力，也不必进行冗长的求导运算，故适于计算机运算，成为一种高速有效的多体系统动力学解算方法。
本论文在对乘员人体模型建模时，就采用凯恩一休斯顿方法来处理。
２．有限元法
汽车耐撞性分析的有限元法是２０世纪８０年代后才逐步发展和完善起来
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的，如今已在汽车工业发达国家得到广泛的应用，并已取得巨大的成就口”。
与碰撞试验方法不同的是，有限元法是一种数值方法，分析与计算都完全在计算机上完成，所以应用方便、快捷并且花费相对低廉，因此在当今的汽车碰撞安全性研究中占有十分重要的地位。
有限元法的应用十分广泛，如进行整车的碰撞分析（如图２１１），部件或结构的碰撞分析，或者是安全带、安全气囊与假人的碰撞作用分析等（如图２．１２）。
其求解的内容可包括车身、车架等的撞击变形及动态响应以及人体的碰撞响应等多种未知量，求解的结果可以直接用来评价车辆或部件碰撞安全性能的好坏，以帮助改进结构设计中的缺陷。
图２．１１整车碰撞的有限元分析图２１２安全带作用分析由于此方法的工作完全通过计算机完成，不会象实际碰撞试验那样损坏任何实体，并且能够对初始设计进行快速的评估，所以这种方法应用越来越广泛，并逐步可以取代部分试验工作。
尽管这种方法有着自己特有的优势，但它并不能脱离试验而单独存在。
这是因为以方面碰撞计算所需要的众多参数，如材料特性、部件联结特性等，都必须由试验来提供：另～方面，它受人为因索的影响比较大，如模型的建立、仿真参数的选择等，随分析人员的不同而不同。
因此，仿真计算的结果必须通过试验来加以验证。
只有经过验证的模型才是正确和可用的模型。
２．３本章小结
本章对汽车被动安全性的研究方法作了一个综合性的概述，介绍了两大
１６。