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SUV车辆多角度重叠碰撞及侧翻研究

陈鲁伟  
【摘要】:近些年来,随着汽车保有量的逐年递增,道路交通变得越来越拥堵,随之而来的是汽车发生交通事故的可能性不断提高。也因此汽车碰撞的安全性问题愈发受到人们的关注。在交通道路上同向正常行驶的两辆车,可能因为一车突然拐弯或变道,导致另一车避让不及而与之发生小角度重叠碰撞,甚至会导致撞击车辆发生侧翻。因此对两车小角度重叠碰撞的研究也就具有了重要的意义。在汽车的小角度重叠碰撞有两种比较典型的碰撞工况:一种是SUV与SUV的小角度重叠碰撞;另一种是SUV与轿车在小角度重叠碰撞时发生侧翻的碰撞工况。首先针对汽车小角度重叠的碰撞问题,在运用Hyper Mesh对碰撞模型进行建模时,我们把SUV与SUV的小角度重叠的碰撞模型简化为SUV与垂直于地面的刚性墙的大角度重叠碰撞模型,并运用控制变量法设置变量为角度和碰撞初速度,建立SUV与刚性墙的多角度重叠碰撞仿真模拟试验。基于SUV与垂直于地面的刚性墙多角度重叠碰撞仿真试验,通过分析多角度重叠碰撞过程中前纵梁的形变情况,前围板的入侵量,A、B柱之间车门框形变量的变化来说明在多角度重叠碰撞中SUV车辆受到的破坏和乘员受到的损伤程度随碰撞角度的变化规律。之后针对某一碰撞重叠角度工况,不断改变其碰撞初速度的数值,来探究碰撞初速度在SUV多角度重叠碰撞工况中的影响。通过对比分析多重叠角度碰撞中同一速度的每个碰撞角度或某一碰撞角度下不同的碰撞初速度的能量转化和转向系的破坏程度来表明重叠角度或碰撞初速度对SUV在经过与刚性墙大角度重叠碰撞之后二次碰撞的可能性的影响。结果表明:在SUV多角度重叠碰撞垂直于地面的刚性墙的仿真碰撞工况中。随着碰撞角度的不断变大SUV车辆与乘员的受到的直接损伤不断减小,但是随着碰撞结束后所受到的二次碰撞伤害却随之变大。在SUV大重叠角度的碰撞工况中,碰撞初速度越大,受到的直接伤害和二次碰撞伤害都随之变大。SUV与轿车进行多角度重叠碰撞的工况,可以简化成SUV与带自身倾角的刚性墙的多角度重叠碰撞。通过多角度重叠碰撞中四个车轮在Z方向上的位移来分析不同碰撞角度下SUV侧翻的严重程度。并对离开地面的SUV车辆的轨迹进行预测和计算在这个过程中乘员可能受到的最大伤害。最终结果表明:在SUV与带自身倾角的刚性墙的多角度重叠碰撞中,碰撞初速度和碰撞角度这两个是SUV侧翻的主要影响因素。且碰撞侧翻的严重程度与碰撞初速度呈正相关关系,与碰撞角度呈负相关关系。


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