汽车碰撞模拟和乘员保护
随着汽车科技的日益发展，人们对汽车性能的要求和期望正不断的变成现实，一辆高性能的汽车，是舒适性和安全性的完美结合。 舒适性在汽车性能上主要表现在震动小、噪声低、良好的操纵性等方面，不同级别、不同价格的汽车有时相差很大。相比之下，安全性则显得更为重要，无论是经济性轿车还是高级轿车，新车型在投放市场前都必须符合国家的安全标准，可以说，安全性是汽车最基本的要素。 汽车安全性有主动安全性和被动安全性之分，汽车碰撞和乘员保护属于汽车的被动安全性范畴。 汽车碰撞安全标准中包含五个方面的内容，即：前撞，后撞，侧撞，顶部压垮（Roof crash）和侧门强度（Side door strength）。 汽车碰撞是一个高成本的试验项目，而由于试验结果不符合要求重新对设计进行修改耗费的时间和成本更是无法估算。计算机硬件和软件的发展，为汽车碰撞的计算机仿真模拟提供了条件。汽车碰撞的计算机仿真模拟，一般采用显式非线性动态分析软件（如DYNA-3D）。 碰撞仿真模拟要做到与试验结果的完全吻合，是一项非常艰巨的工作。为了使分析模型与试验样车保持一致，除了白车身之外，汽车的许多系统都应包括在内。 汽车正面碰撞模拟分析分为带乘员约束系统和不带乘员约束系统两种方法，碰撞分析中汽车结构模型应包括：完整的白车身，包括前后风窗；保险杠系统，包括低速吸能系统；前门（带玻璃）；发动机、传动系统和固定零部件；排放系统；前悬挂系统；空调和散热器；转向系统；仪表板固定梁；轮胎模型等。乘员约束系统包括驾驶员座椅系统，假人模型、安全带、安全气囊等,假人模型必须经过标定。 在不带乘员约束系统结构碰撞方案中,考核的目标主要是转向系统的运动(主要是指方向盘的上下、前后和左右运动位移)、脚踏板的前移量和后门槛梁（ROCKER）的速度曲线。 乘员损伤评估必须在带乘员约束系统的模型中实现，乘员损伤评估标准主要包括头部和胸部的加速度，脚踏板的前移量用来评价膝盖的损伤。一辆设计优良的汽车，在乘员保护方面必须达到安全标准。 汽车安全标准也在不断地更新，要求在不断地提高，乘用车乘员碰撞保护标准（FMVSS 208）规定的前撞速度是48公里/小时，由于这个标准不能完全有效保护乘员的安全，所以又出台了另一个标准即NHTSA的新车评估程序（NCAP）试验，它规定的前撞速度是56公里/小时。 乘员保护的研究任重而道远，现在的安全标准只能达到在最高时速为56公里时乘员不受伤或受轻伤的要求，对于时速80公里以上的高速碰撞，目前的安全标准是远远不能满足要求的，除了在主动安全性方面做更多的工作之外，乘员保护的研究还应投入更多的精力。 |
