汽车碰撞安全研究
论文题目：汽车碰撞安全研究
目录
1 绪论 1
1.1 汽车安全性的历史与现状 1
1.2 国际主要汽车碰撞安全法规简介 1
1.3 汽车被动安全性研究的主要内容及方法 2
1.4 国内外被动安全性研究现状 3
2 研究内容与模型建立 4
2.1 本文的研究内容 4
2.2 Hypermesh软件介绍 4
2.3 有限元分析模型的建立 5
2.4 有限元分析模型的验证 6
2.5 确定评价指标 7
3 比较分析方法 8
3.1 结构参数的选择与分析 8
3.2 参数的正交试验设计 9
3.3 仿真试验结果的分析 10
3.4 优化方案的选取 16
3.5 优化方案仿真结果分析 16
结 论 17
致 谢 18
参 考 文 献 19
1.1 汽车安全性的历史与现状
汽车安全问题起源很早，在18世纪的法国，炮兵技术官屈尼奥制造了一辆蒸汽三轮汽车，并驾驶这辆车不小心地撞到了兵营的墙上，成为了世界上一起最早的车祸。随着汽车制造技术的不断提高、汽车保有量以及交通运输量的逐年增加，汽车安全问题迅速成为一个突出的社会问题。
自2001年以来，美国约有 2.4 亿辆汽车，在路上发生事故所造成的死亡人数每年约为 38000人；在 2009 年，中国的机动车保有量已经达到1.9 亿辆，并且每年道路交通死亡人数一直徘徊在 8~10 万人。通过对道路交通事故的比较能够看出，近十年来中国和美国每一年因为交通事故而引发的死亡人数虽然自2006年以来每年都有所减少，但是总数仍然十分惊人。我们从表1可以看出来，从绝对数方面来说，我国的交通事故死亡人数已经位居世界第一，这样的情况令人担忧。我国在高速公路上所发生的事故中,追尾碰撞事故频率处在第一位,达到了44.86%。公安部于2013年4月28日发布的数据显示，追尾碰撞事故仍是高速公路典型的事故形态，占事故总数的71.1%。
表1 部分国家交通事故
1.2 国际主要汽车碰撞安全法规简介
1858年“红旗法规”在英国的实施，使之成为世界上道路交通安全律法规定的先行者。随之道路车辆照明方法在1929年的开始发布、车型认证制度从1977年的开始发布，含括了汽车以及其各个零部件安全律法规定的道路交通法于1952年在德国发布。第二次世界大战以后，欧洲各国为消除贸易壁垒制定了统一的欧洲共同体指令（EEC）和欧洲经济委员会法规（ECE），其中1995年出台的正面碰撞安全律法规定（ECE R94）和侧面碰撞安全律法规定（ECE R95）对欧洲汽车被动安全技术发展意义深远。《乘用车后碰撞燃油系统安全要求》(GB20072-2006)于2006年7月1日在我国开始实施。
目前，世界上主要发达国家的汽车制造商和消费者对新车评价标准的要求较高（新车评价标准New Car Assessment Program–NCAP）。NCAP 评价体系最早出现在美国，当时的评价系统只包括轿车正面碰撞，使用第 50 百分位混 II 型正面碰撞假人，随后欧洲、日本和中国等国家都制定了 NCAP 评价体系。在所有 NCAP 评价体系中，Euro-NCAP 最具权威性和代表性，这个体系是由国际汽车联合会牵头，欧洲每个国家的汽车协会、政府机构、汽车俱乐部、消费者权益组织等在1997年共同创立的欧洲Euro-NCAP 组织，并建立了欧洲 Euro-NCAP 的评价体系。欧洲Euro-NCAP 于2009年二月发表的NCAP评价系统的最新版本，主要的变化是运用了明星品牌分析体系的最新方法，同时提高了行人保护和主动安全性能要求。
1.3 汽车被动安全性研究的主要内容及方法
1.3.1 汽车被动安全性研究的主要内容
汽车被动安全性研究主要包括乘员约束体系、人体生物力学，行人保护及碰撞相容性等内容。
① 乘员约束体系研究：着重研究各种安全带和安全气囊的物理特性，加强乘员约束体系的性能使汽车能够拥有更好的抗撞性能，从而不会让车内人员与车内的部件产生二次撞击而带来更一层的伤害。另外，安全座椅、能量吸收式转向系统、安全仪表板、内部装饰构件的能量吸收材料等可以对减少二次碰撞产生很大的辅助作用，而且对于乘员约束体系的研究也是一个重要的方面。
②人体生物力学研究：研究车辆交通事故中对人体所造成的危害原理、力学响应和所能接受的最大极限，是研究有关生物和力学的相关学科。该研究方向试图用物理和力学的方法解释医学人体，其研究基础是力学的基本定律和动物组织的本构方程。
③行人保护研究：主要研究道路交通事故中汽车对路上行人的保护性能，主要包括汽车前部结构设计优化、先进行人保护装置，行人冲击模型和试验方法等内容。
目录
1 绪论 1
1.1 汽车安全性的历史与现状 1
1.2 国际主要汽车碰撞安全法规简介 1
1.3 汽车被动安全性研究的主要内容及方法 2
1.4 国内外被动安全性研究现状 3
2 研究内容与模型建立 4
2.1 本文的研究内容 4
2.2 Hypermesh软件介绍 4
2.3 有限元分析模型的建立 5
2.4 有限元分析模型的验证 6
2.5 确定评价指标 7
3 比较分析方法 8
3.1 结构参数的选择与分析 8
3.2 参数的正交试验设计 9
3.3 仿真试验结果的分析 10
3.4 优化方案的选取 16
3.5 优化方案仿真结果分析 16
结 论 17
致 谢 18
参 考 文 献 19
1.1 汽车安全性的历史与现状
汽车安全问题起源很早，在18世纪的法国，炮兵技术官屈尼奥制造了一辆蒸汽三轮汽车，并驾驶这辆车不小心地撞到了兵营的墙上，成为了世界上一起最早的车祸。随着汽车制造技术的不断提高、汽车保有量以及交通运输量的逐年增加，汽车安全问题迅速成为一个突出的社会问题。
自2001年以来，美国约有 2.4 亿辆汽车，在路上发生事故所造成的死亡人数每年约为 38000人；在 2009 年，中国的机动车保有量已经达到1.9 亿辆，并且每年道路交通死亡人数一直徘徊在 8~10 万人。通过对道路交通事故的比较能够看出，近十年来中国和美国每一年因为交通事故而引发的死亡人数虽然自2006年以来每年都有所减少，但是总数仍然十分惊人。我们从表1可以看出来，从绝对数方面来说，我国的交通事故死亡人数已经位居世界第一，这样的情况令人担忧。我国在高速公路上所发生的事故中,追尾碰撞事故频率处在第一位,达到了44.86%。公安部于2013年4月28日发布的数据显示，追尾碰撞事故仍是高速公路典型的事故形态，占事故总数的71.1%。
表1 部分国家交通事故
| 国家 | 每千人汽车拥有量（辆） | 死亡人数（人） | 死亡率（人/万车） | 年份 |
|
中国 摩纳哥 意大利 加拿大 美国 澳大利亚日本 法国 挪威 |
93.6 863 690 620 828 730 593 575 574 |
78067 3599 15176 41471 27665 10805 9981 9057 7776 |
59.2 1.5 32.3 2.0 12.3 1.5 18.4 8.7 1.8 |
2010 2008 2010 2009 2009 2011 2008 2008 2008 |
1858年“红旗法规”在英国的实施，使之成为世界上道路交通安全律法规定的先行者。随之道路车辆照明方法在1929年的开始发布、车型认证制度从1977年的开始发布，含括了汽车以及其各个零部件安全律法规定的道路交通法于1952年在德国发布。第二次世界大战以后，欧洲各国为消除贸易壁垒制定了统一的欧洲共同体指令（EEC）和欧洲经济委员会法规（ECE），其中1995年出台的正面碰撞安全律法规定（ECE R94）和侧面碰撞安全律法规定（ECE R95）对欧洲汽车被动安全技术发展意义深远。《乘用车后碰撞燃油系统安全要求》(GB20072-2006)于2006年7月1日在我国开始实施。
目前，世界上主要发达国家的汽车制造商和消费者对新车评价标准的要求较高（新车评价标准New Car Assessment Program–NCAP）。NCAP 评价体系最早出现在美国，当时的评价系统只包括轿车正面碰撞，使用第 50 百分位混 II 型正面碰撞假人，随后欧洲、日本和中国等国家都制定了 NCAP 评价体系。在所有 NCAP 评价体系中，Euro-NCAP 最具权威性和代表性，这个体系是由国际汽车联合会牵头，欧洲每个国家的汽车协会、政府机构、汽车俱乐部、消费者权益组织等在1997年共同创立的欧洲Euro-NCAP 组织，并建立了欧洲 Euro-NCAP 的评价体系。欧洲Euro-NCAP 于2009年二月发表的NCAP评价系统的最新版本，主要的变化是运用了明星品牌分析体系的最新方法，同时提高了行人保护和主动安全性能要求。
1.3 汽车被动安全性研究的主要内容及方法
1.3.1 汽车被动安全性研究的主要内容
汽车被动安全性研究主要包括乘员约束体系、人体生物力学，行人保护及碰撞相容性等内容。
① 乘员约束体系研究：着重研究各种安全带和安全气囊的物理特性，加强乘员约束体系的性能使汽车能够拥有更好的抗撞性能，从而不会让车内人员与车内的部件产生二次撞击而带来更一层的伤害。另外，安全座椅、能量吸收式转向系统、安全仪表板、内部装饰构件的能量吸收材料等可以对减少二次碰撞产生很大的辅助作用，而且对于乘员约束体系的研究也是一个重要的方面。
②人体生物力学研究：研究车辆交通事故中对人体所造成的危害原理、力学响应和所能接受的最大极限，是研究有关生物和力学的相关学科。该研究方向试图用物理和力学的方法解释医学人体，其研究基础是力学的基本定律和动物组织的本构方程。
③行人保护研究：主要研究道路交通事故中汽车对路上行人的保护性能，主要包括汽车前部结构设计优化、先进行人保护装置，行人冲击模型和试验方法等内容。
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