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汽车小知识:浅析汽车碰撞安全


  当发生交通碰撞时,我们经常看到汽车的车头或车尾严重受损,我们可能会怀疑汽车有质量问题。实际上,汽车碰撞安全设计的保护目标不是车辆本身,而是车内的驾驶员和行人。所以工程师侧重于对人的保护,车辆本身的设计也是基于这种考虑。下面我们简单讨论一下汽车碰撞安全。  


  汽车碰撞过程的作用时间一般在0.2秒左右,车辆从某一速度状态减速到静止状态时产生的能量是巨大的。这种能量大部分要被汽车的结构、车辆制动与地面摩擦产生的热量、被撞物体的变形等吸收,还有一小部分作用在司机和乘客身上。相应的,工程师在设计汽车时,需要在汽车前端的吸能空间设计合理的吸能结构。当发生碰撞时,结构会产生塑性变形来吸收能量,使碰撞中的汽车尽可能缓慢地减速,并保证乘员有足够的生存空间。这也是为什么我们有时候会看到汽车在碰撞中显得不那么“硬”的原因。同时,驾乘人员对碰撞的反应尽可能充分利用车内的有效空间,合理的捆绑力(安全带、安全气囊)可以尽可能减少对人的伤害,从而保证汽车的碰撞安全。

        碰撞安全

  为什么是塑性变形而不是弹性变形?塑性变形是外力取消后不能使物体恢复原状的变形,在变形过程中会消耗一定的能量。而弹性变形在外力取消后可以恢复物体原来的形状,但是弹性变形相应的能量会储存起来而不是消耗掉,能量会在碰撞结束时释放出来!这种能量的释放是不可控的,与我们想要达到的目标背道而驰。所以我们需要的不是能产生弹性变形的材料,而是能产生塑性变形的材料,从而保证碰撞安全。


  关键部位使用高强度材料:叶片上要用好钢,发生事故时会救乘客的地方要用高强度钢。在正面碰撞、侧面碰撞或翻车的情况下,尽可能地保持乘员舱是非常重要的。因此,车身下部、侧墙内板(a柱、B柱、C柱)和车顶梁应采用高强度材料来确保碰撞安全


  乘员约束系统同样重要:它主要包括安全带、座椅、安全气囊等部分。通过约束乘员,降低了乘员与车内环境接触造成的伤害风险。


  总之一辆安全性能好的车应该软硬兼施,该软的地方软,该硬的地方硬。通常发生碰撞的汽车前部或后部,如保险杠,应设计成吸能部件。当碰撞发生时,它们会通过自身的塌陷吸收汽车的动能,并将碰撞力分散到车身框架的各个部位。乘客舱要尽量坚固,避免碰撞时变形,威胁驾驶员安全。



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