五章 汽车碰撞事故参数的不确定性方法.ppt

第五章 汽车碰撞事故参数的不确定性方法 汽车事故工程 第七讲 则碰撞后瞬间汽车动量的交叉点至冲量与碰撞前瞬间速度方向线交点的距离即为碰撞前瞬间汽车的动量。借助于动量就可以计算出碰撞前瞬间汽车的速度大小。这种方法是假设碰撞点位于最大冲量交换时刻碰撞力作用点上。 二、 动量反射截面法 动量平衡在动量反射截面法中, 首先将两车碰撞前速度方向线以及在各自方向线上的任意点处画出碰撞后瞬间两车的动量向量。因为碰撞后汽车的动量，不但在方向上，而且在数值上都有误差（例如，在方向上存在测量误差，在计算方面有参数选择误差），所以对于两个参与事故车辆都有四个碰撞结束瞬间冲量－角度的排列组合，即最大动量和最小角度的组合，最大动量和最大角度的组合，最小动量与最小角度的组合，最小动量和最大角度的组合。可以选择最大动量和最大角度的组合及最小动量与最小角度的组合，来限定碰撞后瞬间两车的各自动量向量的变化范围。 冲量反射截面法:碰撞后瞬间动量最大值和最小值的平移线 冲量反射截面法:碰撞前瞬间速度方向和碰撞后瞬间动量 汽车碰撞后瞬间动量可以在各自碰撞前运动方向线上平行移动， 这可以通过平行于碰撞前瞬时速度方向的平行虚线表示。对于汽车1的冲量P12，有方程式 对于汽车2的冲量P21，有方程式 对于这两个方程式，下式成立 由上式可以得到冲量具有对称性的特点。这种特性充分利用通过各自表示碰撞前瞬间速度方向虚线的反射平面。 这样就存在两个解的范围。它们代表碰撞结束瞬间动量向量箭头可能位于的范围或者冲量向量可能处于的范围。解的范围即是上述可移虚线所形成的平面内，即关于各自的两条反射线和两条原像线。 最后，碰撞前瞬间的动量是这样与解区间连接得到: 从碰撞结束瞬间动量向量的起点到碰撞点最大及最小距离。这些距离分别代表碰撞前瞬间动量动量向量的大小。 反射截面法:解区间的构造 冲量反射截面法:碰撞后瞬间动量最大值和最小值的平移线的反射 汽车有转动的碰撞示意图 反射截面法:碰撞前瞬间汽车动量的确定 三、 角动量反射截面法 关于动量矩反射截面法，碰撞前瞬间汽车动量解的范围与动量反射截面法不同， 它的解不是由碰撞结束瞬间的动量求得，而是由动量矩原理求得。此时人们利用冲量经杠杆臂对汽车施加一个力矩的特点。这个力矩也可以用另外冲量－杠杆臂的组合产生。 冲量P经杠杆臂a对汽车施加的转矩等价于冲量P*经杠杆臂e产生的转矩，即 e是汽车质心至碰撞点的距离;P*是垂直于产生作用;JS是关于汽车质心的质量转惯量;ω′是汽车碰撞结束瞬间的角速度。汽车碰撞结束瞬间的转动动能 汽车碰撞结束至停止运动所作功 m为汽车的质量，a′是碰撞结束后运动的平均减速度，R是汽车的轮距，是从碰撞结束后至停止的运动过程中所转动过的角度，因为杠杆臂长e、转角以及减速度a′作为输入数据有误差，所以角速度ω′以及由它计算出来的冲量P*的值也在一定的范围内变化。 角动量反射截面法:碰撞 前瞬间角动量值的确定 角动量反射截面法:解的区域构造 这样两个碰撞汽车均有它们冲量和的最大和最小值，角动量位于碰撞点至质心的连线的垂线上，因此四个角动量值以及利用角冲量的对称特点，就可以构造角动反射平面图。 由这些冲量的顶点分别作垂线垂直于质心和碰撞点连线e，并反射到它们的对称位置处， 形成两个菱形平面，即可获得解的区域。 在这个解的区域中，如同动量反射平面图一样，分别将两个汽车的角动量画出，从而得到碰撞前瞬间角动量的最大值和最小值。 能量截环法:冲量与杠杆臂长 四、 能量截环法 使用能量截环法时，首先借助于下式求得冲量的数值。 这里EDef是两碰撞汽车变形能之和，λ是碰撞系数(或称为恢复系数)，m*是它们的相对交换质量。这个相对交换质量 m*可以由下式计算。 并且满足 是冲量相对汽车质心的杠杆臂长，是相对质心的转动惯量半径，它们可以分别由下面的公式计算。 因为使用者无法准确地确定冲量的真正作用方向，仅能够在一定的范围内给出冲量作用的角度范围，同样杠杆臂长a也有一个误差范围，所以变形能也只能得到有一定误差的限定值。 从最大和最小变形能可以求出最大和最小冲量值。 用冲量的最大和最小值及其角度，在碰撞的初始位置构造能量环。通过最小冲量和最大冲量分别求得能量环的内圆和外圆以及由冲量的最大值，最后将最大和最小碰撞结束瞬间的角动量画上，求得两个汽车的最大和最小碰撞前瞬间的角动量。 汽车事故 工程 * 第一节 汽车碰撞事故再现的作图法 第二节 汽车碰撞事故分析参数的不确定性 第三节 基于不确定性的事故再现图解法 一、冲量平衡原理及其应用 1．冲量平衡原理 应用动量原理和动量守恒原理假设条件 1）