用高中物理知识点剖析汽车碰撞理论.doc

从吸能说起看汽车碰撞理论分析 汽车碰撞的理论分析，具有高中物理知识的就可以看懂！ 　　当前汽车的碰撞实验的一个陷阱就是：不同车型都是对着质量和强度都是无限大的被撞物冲击。然后以此作为证据，来证明自己汽车的安全性其实是差不多的，这是极端错误的。 　　举个例子：拿鸡蛋对着锅台碰，你可以发现所有的鸡蛋碎了，而且都碎得差不多，于是可以得出鸡蛋的安全性都差不多。可是你拿两个鸡蛋对碰呢，结果是一边损坏一半吗？ 　　错！你会发现，一定只有一个鸡蛋碎了，同时另一个完好无损！ 　　问题出现了：为什么对着锅台碰都差不多，但是鸡蛋之间对碰却永远只有一个碎了？这个实验结果与汽车碰撞有关系吗？ 　　原因就在于：当结构开始溃败时，刚度会急剧降低。让我们仔细看一下鸡蛋碰撞的过程吧！1，两个鸡蛋开始碰撞一瞬间，结构都是完好的，刚性都是最大；2，随着碰撞的继续，力量越来越大，于是其中一个刚性较弱的结构开始溃败；3，不幸发生了，开始溃败的结构刚度急剧降低，于是，开始溃败就意味着它永远溃败，于是所有的能量都被先溃败的一只鸡蛋吸走了。 　　我们在看看汽车之间的碰撞吧（撞锅台，大家的结果当然都一样！）。1，开始，两车的结构都是完好的，都在以刚性对刚性；2，随着碰撞的继续，力量越来越大，于是刚性较弱的A车的结构开始溃败，大家熟知的碰撞吸能区开始工作；3，不幸再次发生，因为结构变形，A车的结构刚度反而更急剧降低，于是开始不停的变形、吸能；4，在A车的吸能区溃缩到刚性的驾驶仓结构之前，另一车的主要结构保持刚性，吸能区不工作。 　　结论：两车对碰，其中一个刚度较低的，吸能区结构将先溃败并导致刚度降 低，最终将承受所有形变，并吸收绝大部分的碰撞能量。 　　这就是为什么你总可以看到，两车碰撞时，往往一车的结构几乎完好无损，另一车已经是稀哩哗啦拖去大修！ 　　回到最近一个一直很热的话题：钢板的厚度对安全性有影响吗？答案不仅是肯定的，而且大得超出你的想象：钢板薄20％不是意味着安全性下降20％或者损失增大20％， 而是意味着你的吸能区将先对手而工作，并将持续工作到被更硬的东西顶住（可能是你的驾驶舱）， 并承担几乎全部的碰撞形变损失！ 　　总结：在车与车的碰撞中，输家通吃。所以一个拿汽车的刚度开玩笑的车厂，它根本不在乎你的生命。 　　你永远不能在碰撞实验中看到，不同车型之间的碰撞。因为哪怕就弱那么一 点，结果就是零和一的区别！太惨了！看到就没人买了！ 　　附：一些特殊例子的解释： 　　一，轻微碰撞，两车的车灯都碎了。解释：强度高的车灯先碰碎了强度低的车灯，但是在继续的过程中，被后面强度更高的金属杠撞碎。所以在碰撞的瞬间，还是只有一个破碎！ 　　二，中等碰撞，B车防撞杠有轻微痕迹，A车严重变形。解释：塑胶防撞杠弹性大，所以实际上两车的吸能区的前杠直接隔着杠相抵。强度高的那个吸能区不变形，强度低的那个吸能区变形后，导致较严重的严重损坏。 　　三，猛烈碰撞，两车的吸能区都溃败了。解释：1，刚度低的A车吸能区先溃败退缩，一直到被刚性很强的驾驶舱结构抵住。2，如果还有能量，B车车头吸能区不敌A车驾驶舱，也开始溃败吸能。3，最后如果还有能量，两车驾驶仓结构直接碰撞。聪明的你应该可以看出，刚度高的B车驾驶员在缓冲两次后才发生驾驶舱的直接碰撞，你希望是在那个车里面！ 　　四，吸能区的结构复杂多了，哪是鸡蛋可以比的。解释：结构的完整性是刚度的最重要保证。越复杂的结构一旦开始溃散，刚性消失的越快。 　　这就是为什么日本车和欧洲车碰撞的时候，日本车就是个活动的棺材…… 　　补充一些： 　　知道吗，其实在两车相撞时，你自己才是最大的杀手，或者说是你自己的惯性将你撞散的。举个极端的例子，2个同样大小的球体，一个是石头另一个是木头制成，在迎面向碰时，碰撞的结果是木质球向相反的方向运动，而石质球则保持原先的轨迹，但减速运动，同时根据物理公式可以得到以下结论： 　　1、两球碰撞初期有各自的速度，但相对速度是相同的，从矢量上来看方向相反。 2、在碰撞的瞬间，相互传递各自的能量。 　　3、碰撞结束后，根据能量守恒定律，除了产生的热量外，全部转化成各自的动能，其结果是木球反向运动，速度上如不考虑方向，大于原先木质球自身的速度，而小于两球的相对速度；石球则保持原来运动方向，速度小于原石球自身速度。 从上面的例子（虽然是弹性正碰，但也足以说明问题）可以看出，两个物体相撞，质量大的物体更能够保持自有的惯性，从直观上形容，就是质量小的做的是调头运动，质量大的做的是减速运动，这一点很重要，实际上在车体碰撞时，我们是被自己的惯性撞伤的，而撞击的力量只与本人的体重和当时的撞击加速度有关，这里的加速度是负值，从以上的例子可以看出，大车（重车）的乘坐人员的撞击加速度远远低小车（轻车），这