1【原创】碰撞测试-便宜的车也耐撞(添加照片版) 24 波波粥 2008-05-02 17:13:00
第一次发原创系列，写得很不好，经过铁手老大提点，有了第一个升级版，呵呵，欢迎广大河友提意见　

说来惭愧，本来想先写一个关于发动机方面的系列，不过昨天看到一位河友写华晨尊驰的碰撞测试，手头正好收集了一些ADAC的历年碰撞测试的结果，发出来和大家共享。

按照ADAC标准，对乘客安全的评判标准是33-40分为五星，25-32分为四星，17-24分为三星，9-16分为两星，1-8分为一星。

那么，如何给出分数呢，这个说来话长了，我们先从人的生物力学说起。

在正面碰撞中，我们身体各部位的损伤极限如下：
部位　　　极限值　　　　　　　　　　　      欧洲标准　　　
头　　角加速度小于1800°/s2　　　　　　   80g/3ms
脖子　弯曲角度小于80°　　　　　　　　　　弯矩小于57Ｎｍ
胸　　60g/3ms,6至８kN,胸腔下陷小于45mm    胸腔下陷小于50mm,胸腔下陷速度小于1m/s
背　　７至８kN　　　　　　　　　　　　　　小于6kN
脊柱　45g/3ms                             无
骨盆　７至８kN　　　　　　　　　　　　　　无
大腿　４至13kN　　　　　　　　　　　　　　7.58至9.07kN
小腿　无　　　　　　　　　　　　　　　　　小于８kN
膝盖　无　　　　　　　　　　　　　　　　  位移小于15mm

评分标准：

正碰　　　　　侧碰
头／脖子　　　头
胸　　　　　　胸
大腿　　　　　小腿
小腿　　　　　背
每一项的总分是４分，即４分最好，完全没有受伤的危险，０分最差，被完全破坏。那么总分是32分，呵呵，四颗星到手了，那么，最后的８分到哪里去了呢？最后的８分是作为附加分，给车上的安全措施，车体变形程度的，如碰撞之后驾驶室变形程度，车门是否能够打开等等。

在NCAP碰撞测试中，假人是非常重要的试验设备，前面我们已经说了，评分的标准来自于对人体伤害程度的评判，而这些数据是通过实验假人得出的。

试验用假人：


呵呵，假人全家福（NCAP中也有对同车儿童安全的测试内容哦）


假人内部结构：


按照中等程度受伤的事故（失去知觉时间小于１小时，或胸骨骨折，或２至３根肋骨骨折）我怎么觉得已经是重伤了呢统计分析，身体各部位受伤概率如下：
部位　　正碰　　侧碰
头　　　19%　　　27%
脖子　　3%　　　　无
肩　　　15%      5%
胸　　　20%      38%
腹部　　7%       18%
大腿    38%      6%

而在重伤和致死事故（1970年到1992年）的统计分析表明，下列因素是造成伤亡的主要原因及概率：
          　　1982-1990      1970-1975
挡风玻璃： 　　2%             4%
Ａ柱： 　　　　3%             5%
方向盘：       8%             18%
仪表盘：       8%             23%
外界侵入物     16%            11%
地板           6.5%           5.5%
侧板       　　23%            15%

从这些数据我们可以看出，引入安全气囊是多么的重要，正面安全气囊对于降低方向盘，仪表盘对人的伤害的作用非常明显。现在，侧板，就是通常说的车门这个部位，对乘员的伤害还是很明显的，所以侧面安全气囊也是十分的重要。大家在购车的时候，一定要问清楚，到底有几个安全气囊哦。买低配置的车，那么大家在驾驶的时候一定要安全第一，小心驾驶
　
测试结果至2007年，对乘员安全性最好的车：
名次  车型              时间     分数
1。  Nissan Quashqui    2007      37
2。  Citroen C5         2004      36
3.   Ford S-Max         2006      36
4.   Mercedes A-Classe  2005      36
5.   Mercedes C-Classe  2007      36
6.   Peugeol 1007       2005      36
7.   Renault Laguna     2007      36

本来想把华晨在ＡＤＡＣ的碰撞测试照片发出来的，不过惭愧啊，我还不会发图，只好给大家链接自己看了，或者哪位好心的河友在跟贴里面把照片发出来，感激不尽。
链接出处

大家看，Ａ柱已经完全变形，车门也已经打开了，ADAC的评语并不过分，的确是在碰撞中生存机会渺茫。



关键词(Tags): 汽车安全技术 碰撞测试
爱莲 荐,landlord 选转。 最后于2008-06-21 15:59:45改,共11次;

2有没有smart横向稳定性的东西 赫然 2008-05-23 08:21:16
smart很小但是相对而言很高，我比较担心翻滚的问题。一翻滚这么小的车非常危险。有资料可以介绍一下吗？

3手头暂时没有关于Smart横向稳定性可以发出来的东西 2 波波粥 2008-05-23 08:35:18
但是我在车展的时候看过Smart的整车结构，就是车身去掉，只剩下框架的那种。Smart的重心布置非常的低，大部分“有分量的”部件都是布置在底盘上，发动机都是后置靠底盘布置，就是说，发动机在座位下面。而Smart的车身结构相当的轻，所以不用担心重心太高的问题。

4谢谢，花 赫然 2008-05-23 09:30:04
考虑到乘客的重量引起的中心变化，几年以后事故数据就可以体现出更精确的情况了。

5在汽车设计的时候 1 波波粥 2008-05-23 10:01:27
已经考虑过乘客重量引起的重心变化。在行驶动力学的道路试验中，会放上于乘员体重相当的压载物的，所以这方面的疑虑可以打消不少。
至于交通事故的数据分析，要结合当时的交通状况，天气状况，乘员状况。特别是侧风的影响，是设计人员非常重视的，在风洞吹风试验中，这个也是重点之一，不然，一款车型的吹风费用怎么会以千万美元计呢。

2添加了几张照片，有兴趣的河友请进来看看 1 波波粥 2008-05-19 14:15:43
今天非常幸运的找到几张相关的图片，赶紧扫描上来加在帖子里，这样文章内容就显得不那么枯燥了。手里本来有一些图，但是不能发出来，今天能找到这些公开的图片真幸运。

3好文章！花谢楼主 西木头 2008-05-20 03:33:04

2【原创】碰撞测试的原始数据 5 波波粥 2008-05-11 02:20:29
刚才看见有河友在讯问ADAC的原始数据，我就把ADAC的CrashTest的网页链接发给大家，大家可以在里面找到在ADAC做过碰撞测试的汽车的资料，

链接出处

不过遗憾的是ADAC只有德语网页，会给大家带来麻烦，大家可以在网页中的“Alle Testergebnisse”这一栏中，找到自己想看的车型，呵呵，车的名字还好都是一样的，大家拉动菜单条可以很方便的找到，还有要提醒大家的是，并不是每一种汽车都在ＡＤＡＣ做过测试，ADAC测试的都是在欧洲市场，特别是在德国市场销售的车，比如Ford有很多车没有在德国销售，所以没有这些车的测试结果，在美国的朋友们可能会失望。

关于试验用的车，ADAC都是在市场上自行购买的，看过＂碰撞测试－ＡＤＡＣ与碰撞测试＂的河友可能还会有印象，ADAC可是一个很有钱的组织哦，每年光会费就收好几亿欧元，它买车的钱可不发愁。

一个小故事是，ADAC是华晨在德国的第一个客户哦，华晨在德国市场上销售的第一和第二辆车都被ADAC买走了，用于正面和侧面碰撞测试。

中国汽车要想打入发达国家市场，碰撞测试这一关是个拦路虎，我想这个事情的好处是迫使国内厂家提高自主研发，自主设计的投入。一辆安全的汽车，并不是找个“意大利著名汽车设计公司”设计出来的。

我最希望的就是看到从中国自己土地上“长”出来的自主知识产权，而不是“买”回来的自主知识产权，一字之差，内涵可就差太远了。

2【原创】碰撞测试-后记与多余的话 10 波波粥 2008-05-10 13:55:43
写完《如何设计一辆安全的车》以后，发现还要写的东西越来越多，毕竟，汽车安全牵扯的方方面面太多太多了。后面越写，每篇文章会越来越长，越来越像论文，呵呵，我觉得那样的话，就不是轻松谈论的话题了。

从5月2日开始碰撞系列，一周以来，吸引的河友也不算多，我自己也做过比较，这个系列的浏览量的上升率比不上我自己前天写的另一篇随感《我也造过警察局》。我自己很惭愧，这个系列写得比较枯燥乏味，我和大家的交流还很不够，没有抓住大家的“眼球”，没有达到引人入胜的效果。在今后的原创中，我会继续改进，也希望广大河友的帮助与捧场。

最后谈谈多余的话，在一些回帖中，颇有些朋友对碰撞测试有些不以为然，如何来理解碰撞测试，1cat河友的帖子里说的很好，我就不累述了。我只想说，为了让大家开上安全的车，俺们是兢兢业业花了大量的心血的，而碰撞测试是汽车研发中必不可少的手段，从单个零部件的到整车，碰撞测试贯穿始终其中，光是整车就是上百次，计算机上的模拟计算更是海量。今后对于碰撞的认识会更加深入，碰撞安全的技术手段也会加速提升，驾驶，会更加安全！

一辆安全的汽车，要从设计开始，如果发生问题以后的修修补补，效果也不会好，付出的代价也更大。衷心的祝福中国汽车能够在碰撞测试中获得更好的成绩！

3哪里能查到ADAC的官方数据？ 夏雨 2008-05-11 00:10:43
国内买车的时候大多数车都标榜自己是安全4星以上，都不敢相信了。另外这个测试的车子是从产线上随机抽取的还是厂家自行提供？如果自行提供的数据就不可信了。

3写得很好啊 晨枫 2008-05-10 18:01:00
我每篇都看、都送花了的，学到不少东西呢。

4谢谢晨枫老大的送花 波波粥 2008-05-10 18:18:35
我可是追着您才认识了西西河啊！当年在空军之翼网站上经常看见您的文章，然后都标注有“转载自西西河”，才发现了西西河这一片大好天地啊。

如何把文章写得生动活泼，引人入胜，我要向您学习

5过奖了，无地自容中 晨枫 2008-05-10 19:20:51

3估计大家看完了 乃力 2008-05-10 17:48:05
都去琢磨自己车的安全性去了。所以没时间回你的帖。
我正想问个问题，你主帖里那个32分是怎么算出来的？我这儿琢磨好几天了。

4看来把大家吓着了 1 波波粥 2008-05-10 17:54:20
NCAP通过对正面碰撞和侧面碰撞两次实验，对实验假人的损伤情况进行评估，每次实验４项，两次一共是8项，每项的最高分是4分（完全没有受伤危险）加起来一共是３２分。

5看来课后答疑还是有用的 乃力 2008-05-10 18:01:13
你这么一解释，我回去再看，一下子就明白了。可是以前自己看却总是糊涂。

2【原创】碰撞测试-如何设计一辆安全的汽车（加图加料） 12 波波粥 2008-05-10 13:31:30
安全的车，呵呵，那还不简单么，前盖厚度200mm，中间是陶瓷复合层，内外两层装甲钢，倾角60度，飞碟型乘员室，厚度250mm，怎么，还不够啊？那好，再加上爆炸反应模块。。。。。。

等等，兄弟，咱们不是设计汽车么，这都什么啊，不是活脱脱的一辆坦克嘛！咱要的是---汽车！

呵呵，开了一个玩笑啊，请大家见谅。言归正传，设计一辆安全的汽车，不能靠重量取胜，虽然有不少河友认为重量才是王道，但是在设计中，设计师们为了减少每一公斤重量而努力奋斗啊！重量意味着什么：价格，油耗，排放。。。

车的重量上去了，意味着对底盘，悬挂等装置要求更高，制造费用直线上升，售价么，也是相应水涨船高了；更重的车，需要更大马力的发动机，油耗也就上去了，现在油价已经是126美元/桶了；油耗上升，则排放更多的CO2，要满足日益严格的排放法规，变成了不可能完成的任务，那么就要多交税了。总而言之，车更重，意味着消费者兜里的银子哗哗的往外流啊。未来十年里，轿车希望能够达到百公里耗油3升的水平，除了挖掘发动机的潜力，减轻车身重量也是十分重要的。

汽车安全，分为主动安全和被动安全。主动安全的目的是减少事故发生，托计算机技术，电子技术，传感器技术的福，现代汽车在主动安全技术上的进步是显著的，比如ABS，可以保证汽车在全力制动时还具有可操控性；雷达自动避撞系统，可以在干涉驾驶员的操纵，通过自动减速等手段来避免事故；ESP系统可以帮助我们在高速行驶时稳定转弯。。。通过这一系列的技术手段，我们尽最大可能减少交通事故的发生率。

而被动安全，则分为对乘员和对行人的被动安全，对乘员不言而明，咱们这个帖子就是在叨叨这个事么。对行人安全，则是最近这些年提出来的，要在汽车和行人不幸相撞时尽量保护行人。我们接下来主要谈的还是乘员安全。

汽车结构按照传统标准来划分，可分为前车身，载员室，后车身三部分，当然，这些年来，随着汽车制造技术的进步，这个划分已经不太准确了，但是这样的划分比较符合我们日常的习惯。对碰撞而言，前车身主要针对正面碰撞，需要它来吸收主要的碰撞能量；载员室则需要保证静态和动态的结构强度，在碰撞后变形，方便乘员逃生和拯救伤员；后车身则主要吸收尾部撞击能量，以及保证油箱的安全。

在正面碰撞中车身结构力的传递示意图：


前车身最重要的部件是纵梁，再加上横梁，发动机什么的都安装在这个框架上（轿车多采用发动机前置的布局），最理想的情况是通过纵梁的弹性，可矫正及不可矫正塑性变形吸收掉绝大部分甚至全部的撞击能量，从而保护载员室。所以对于纵梁来说，硬，不是它的目的，过硬的话，会把撞击能量原封不动的传递给载员室，那就是大灾难了。我们需要纵梁在变形中形成尽可能多的连续褶皱，这样可以多吸收能量，同时还要避免一次性纵向变形，所以，我们需要它在许可范围内尽可能软一些。

下面这张图就是纵梁的内部结构，这样的结构可以保证在碰撞时形成连续褶皱变形


载员室可以看作一个由A柱，B柱，C柱，车门，天花板，地板，前墙（仪表盘那个地方），后墙（后排座椅靠背以后）构成的正方体盒子，我们希望这个“盒子”在撞击过程中有足够的刚度和扭转强度，从而保证这个“盒子”保持形状，不至于塌陷，否则，载员室变形会导致内部的各种部件触及到乘员，从而造成异物损伤。同时，这个“盒子”还要吸收通过前车身传递过来的未吸收撞击能量。

后车身在行李舱这个位置，要求和前车身一样，需要它尽可能吸收尾部撞击的能量，最理想情况是，载员室把由前车身传递来的能量一点不差的传递给后车身，自己一点不吸收，而由后车身全部吸收，在撞击中就形成，前后车身变形，而载员室完好无损的格局，不过目前的技术还做不到这一点。因为油箱通常布置在车体后部，那么在油箱这个位置，要求它周围的部件刚度高，变形小，来保证油箱的安全。在严重车祸中，油箱由于撞击爆炸或由于燃料泄漏造成的起火爆炸是重要杀手。

前面罗罗嗦嗦说了这么多，那么我们用那些技术手段来实现这些要求呢。唉，这个说来话就更长了，以后有机会的话要单独开帖子来讲，现在我们就说说对车身材料的要求吧。

我们要设计一辆既轻又“坚固”的汽车，有哪些材料可供选择呢？

钢，兄弟，这个也太土了吧，地球人都知道汽车是钢的，不是说“铁包肉”么。嗯，那好，再说说别的，铝合金？ 呵呵，对了，铝的密度约是铁的三分之一，达到同样的强度要求，铝合金付出的重量代价小的多，还有一个更有潜力的材料就是镁，镁的密度比铝还要小一些，镁合金是更好的选择。这两种金属材料中，对镁合金更重视些，毕竟它最轻嘛，现在的一些概念车都不约而同地选择了镁合金作为车身材料。

钛合金，这个做车身太有优势了，强度高，韧性好，耐腐蚀，而且能量吸收能力超强，不过，它的价格也是超贵，如果全用钛合金的话，大家对这样的车也只能望而兴叹了。很重要的一点是，钛在地球上的储量并不多，而铝和镁，则丰富多了。铝是地球上含量最多的金属，比铁还多，来源不成问题。不过铝合金，镁合金的价格贵，现在还没有更大规模的应用，希望金属冶炼工艺上有所突破，这样轻金属合金在汽车领域的应用会更加广泛。

还有一位种子选手是复合材料，特别是碳纤维增强复合材料，是汽车车身的理想材料：一次成型方便，可以按照车身受力分布来排列纤维从而达到最理想强度，比金属材料更轻，价格降低的潜力更大，对碰撞而言，可以通过主要受力方向上的纤维不连续排布，来达到结构分段变形，从而更好的吸收能量/能量分布。但是它的缺点也很明显，就是材料性能与纤维排布方向高度一致；损伤容忍性很差，就是说，车身上很小的损伤，也会极大地降低车身的强度，我们不能简单的加以修复，需要更换整个部件甚至整个车身,如果车身是整体一次成型的话。

针对各种材料的特性，我们在考虑成本因素的条件下，尽可能的把这些优点综合起来，针对各个部件的要求，正确的选用材料，是提高汽车被动安全性能的重要手段。同时，在材料工艺上也作了许多改进，比如在金属薄板上喷涂塑料母材，再埋入纤维。这样既减轻了重量，增加了板材强度，又提高了复合材料的损伤容忍，在车身装配工艺上的改进也避免了复合材料的一些缺点，比如复合材料上的各种安装孔必须是预制的，否则在复合材料已经成型以后再去打孔是不行的。现在我们可以先在金属基层上安装好，最后再像喷漆那样，最后再喷涂复合材料层，再埋布纤维。

为了实现安全驾驶和乘员安全，工程师们殚精竭虑，想了许许多多的办法，今天谈的这些只是非常非常少的一点。只是想和大家说，碰撞安全，重量并不是王道。


最后于2008-06-21 15:52:19改,共3次;

2【原创】碰撞测试-注意！豹2坦克的碰撞-从碰撞的物理学基础说开去 9 波波粥 2008-05-08 13:34:45
对于碰撞测试，第一个问题就是，什么是碰撞？

在这里，我们大家在中学里学到的物理学知识起作用了，让我们一起来温习一下吧。两个物体互相接触过程中，造成能量与动量的改变与转换，称为碰撞。在碰撞过程中，最初的接触点叫做接触点/碰撞点．经过接触点，垂直于两个物体之间的切面，就是碰撞线。按照碰撞点和线的位置，碰撞可以分成对心碰撞与偏心碰撞：假设两个物体的质心都在碰撞线上，则称为对心碰撞；其他的冲击都称为偏心碰撞。按照碰撞中的能量与动量关系，又分为弹性碰撞和非弹性碰撞：弹性碰撞动能与动量都守恒，非弹性碰撞动量守恒，动能不守恒。
   弹性碰撞是碰撞前后整个系统的动能不变的碰撞。弹性碰撞的必要条件是动能没有转成其他形式的能量
   非弹性碰撞是碰撞后整个系统的部分动能转换成至少其中一碰撞物的内能，使整个系统的动能无法守恒。在宏观物体的碰撞中，部分动能将转换成原子振动的能量，造成热的效应。
汽车碰撞测试可以粗略的归为非弹性碰撞这一大类。对封闭系统而言，动量总会保持恒定，但是，呜呜，现实中，这个系统并不是封闭的，那么，动能与动量都不会守恒，情况复杂起来了。

更加复杂的情况还在后面呢。在中学的物理考试中，常常出题为两个球碰撞，等等，好像从来都是什么球碰撞，或者子弹打如球中，子弹作为质点来看，为什么呢？因为球体碰撞中，可以视为是点接触，对受力分析来说，是极大的简化，如果是线甚至是面接触呢，“有限元，快点出来就救我吧”，在实际的碰撞中，点，线，面的接触是同时存在的。加上前车身，地板，车顶对力的传递，情况相当的复杂，碰撞模拟需要超大型计算机来日夜不停的运算。

在这类题目中，我们还会发现，小球都被视为刚体，呵呵，好像物理概念越来越多了么，理想的刚体是一个固体的，尺寸值有限的，形变情况可以被忽略的物体。可是，实际上，任何物体都会有弹性和塑性，以及到达材料学上破坏临界点的形变。比如汽车在碰撞过程的初始阶段，保险杠什么的都可以视为弹性形变，再往后，呵呵，说来就话长了，就此打住吧。我们只需要知道，所有变形件都吸收了碰撞的能量，从而保护了我们的身体，而没有被车吸收的能量。。。只能我们自己吸收了，呜呜，我不是汽车人，我不需要能量块。
。。。。。。

说了这么多，归根结底就是真实情况下的碰撞非常之复杂，包括在NCAP试验中，同一款车型在前后几次碰撞测试中有1颗星的上下波动也被视为允许的偏差范围内的。对于碰撞测试结果，1cat河友的就非常好。大家可以参看。

现在，我们已经有了充足的物理学理论知识，来对豹2坦克的碰撞测试进行一番评估了。先申明，我不知道豹2坦克是否做过类似的碰撞测试，不过在第二次世界大战中，苏联军队进行过很多次坦克撞击，呵呵，猜想啊，德国军队也吃了一些苦头，豹2研制的年代正是冷战期间，德国人说不定为了预防在将来的战争中再次吃亏，也进行了碰撞测试哦！分析结果如有雷同，纯属巧合哦

豹2坦克全重约55吨，加上１个驾驶员，重１００公斤（德国人比较重嘛），在碰撞测试中，假定碰撞试验墙的变形可以忽略不计，那么，坦克以64km/h的时速撞上这堵墙，动能会全部会回传到自己身上（呵呵，以彼之道，还施彼身，慕容复也是学过物理的哦），坦克在碰撞之后速度为０，和外界没有能量交换，坦克在此过程中，内部动能的损耗为零，乘员完全没有避震措施，那么简单推算之后，坦克和乘员每公斤质量需要吸收158焦耳的能量，即乘员吸收１５８０焦耳的能量，整个能量过程为0.１秒，则人所承受的加速度为178米／秒平方，也就是说，人体承受的过载为18ｇ，注意，这是瞬时过载，不是持续过载，18g是在人体承受范围内的，理论上不会致死。再考虑到能量的损失，人体吸收的能量还会小一些。

正面偏置碰撞过程中，前车身受力示意简图


这个推算非常非常的粗糙，只是抛砖引玉了。

不过，坦克在碰撞测试中有两点不利因素：
1.   坦克比较“硬”，车体变形而吸收的能量较少，会有相对多的能量传递到乘员身体上
2.   坦克内部的布置有较多部件，特别是在车长和炮长所在战斗室内，在碰撞中如果有些部件撞到乘员身上会造成伤害。而在事故统计中，车内物体对乘员的伤害占了相当大的比例。

我的看法是，如果被人都开轿车，只有我开坦克，那么我是马路霸王，马路杀手，哼哼，我最横了！可是，一旦人人开坦克，大家都想，现在我已经从“铁包肉”升级为“装甲包肉”，有恃无恐，那就是一场灾难了。行驶安全，要从避免交通事故开始。

最后于2008-05-19 14:12:53改,共1次;