五千年(敝帚自珍)

主题:【原创】汽车与废铁 -- 瑞晨

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    • 家园 【原创】汽车与废铁(续)

      由于一时起意匆匆而就,上个帖子中的有BUG,还有些问题没有说清楚,各位海涵,再写一点吧.

      最严重的就是把动能算错了,等到晚上吃饭想起来,想趁大家没有注意改回来,结果开机一看,橡树村兄的火眼金睛之下,俺已经原形毕露,惭愧惭愧...

      CatOH兄指出正碰速度的问题.在主帖中,我说:"早年汽车碰撞测试,正碰速度为56KM/H,现在提高到64K/H,这仅仅相当于同样重量的车子以32KM/H的速度对撞."CatOH兄则认为这种情况"其实也相当于同样的两辆车64km/h对碰 ".

      俺在写之前也考虑过这个问题,当时写的急,权衡之下原文写成"相当于同样重量的车子以32KM/H的速度对撞"--不是同样的两辆车,而是同样重量的车子--主要是当时想把问题尽可能说简单直白,先不影响主要表达的意思.

      之所以提出相当于同样重量的车子以32KM/H的速度对撞,是因为97年之前(就是E-NCAP碰撞测试创始之前),很多车子设计是整车刚性设计(包括发动机仓),2000年之后车头溃缩式设计的车子才变为各汽车制造商追求的目标,目前车头溃缩设计可以算是成熟.也就是说从整车刚性到车头溃缩设计刚刚过渡完没有多长时间,很多在产的车和在路上行驶的车,仍然是刚性设计(或车头溃缩设计并不成熟--算半刚型设计?),比如国内的桑塔那,桑塔那2000,捷达,爱丽舍,甚至近年生产的帕萨特B5,MG75等等.如果整车刚性设计的车子和现在生产设计的车头溃缩式设计的车子对撞,而且两车重量一样,这种情况下对于车头溃缩设计的车来说,安全阀值就降到了32KM/H附近,也就是说现在设计的经受住64KM/H撞墙实验的车子上的乘员很有可能更危险.您说的也很对,但是仅限于都是车头溃缩设计的两辆车各以64km/h速度行驶对碰,但这样限定的车子范围有些窄,本着从宽的原则,俺当时在帖子中提出"64KM/H撞墙=32KM/H对撞"的观点,小弟没有做好解释说明,十分抱歉.

      相对刚性整车设计的车子来说,同重量车头溃缩设计的车子以32KM/H对撞,溃缩设计的车子就接近安全上限,想想就算刚性整车设计的轿车被淘汰完,还有很多不得不采取刚性整车设计而且比一般轿车重的多的车子,比如SUV,PICK UP,大大小小的货车和BUS,很震撼的感觉...到此得出一个很令人惊讶的结论:目前来说,一旦发生新设计的车子和老车发生对撞事故,新款车不见得就比老车安全.很晕,不是么?

      如果都是现在设计的车子发生对撞,同样是轻车吃亏,上个帖子仅仅是很粗略的论证了一个方面,在此再从另外一个角度做一点补充.

      假设A车1T,B车1.3T,两车被动安全中正面碰撞分数相同.在选购的时候,作为消费者,看到两车正碰分数相同,潜意识里是感觉这两个车子的这个单项水平是一样的,上个帖子仅仅粗略的比较了一下动能并指出了不同.但是,帖子里对于溃缩区的设计没有很多考虑,而溃缩区的设计也是一个关键.因为现代轿车中,不能溃缩的发动机和变速器基本都在前边,而且多为前驱设计,发动机给前轮的能量通过前车架和发动机仓支撑杆传递到非承载式底盘(一般带大梁设计的叫承载式底盘,承载式底盘多为整车刚性设计,目前多用于重载车,比如SUV,PICK UP,大大小小的货车和BUS)上,而前车架和发动机仓支撑杆这些东西恰恰在溃缩区内,发生碰撞的时候,发动机和变速器基本不会形变,主要靠前车架和发动机仓支撑杆形变吸收能量来保证乘员仓安全的(发动机盖和前轮侧裙变形需要的能量比较小),所以这里有一个折中的考虑,不能把前车架和发动机仓支撑杆强度设计的太小,影响正常驾驶,又不能将强度设计的太大,以防影响碰撞成绩.但是,自重大的车往往发动机功率也大,那么自重大的车前车架和发动机仓支撑杆也要设计的强度高一些,由此可见,要B车正碰分数和A车一样,溃缩区的强度方面B车要比A车强,加上B车本身又重,一旦A车和B车正面碰撞,A车吸收的动能要比B车吸收的动能高的多!

      在举例中,A车重1T,B车重1.3T,其实就对应的是A级和B级车,常见的A级的大多在1T左右,B级的大多在1.3T附近.对于同级的车子来说,车子轻的相对也危险,日车韩车往往比其他车轻,不安全因素相对多一些.

      侧碰和追尾方面俺想法主要集中在选车要注意的事项上,再琢磨琢磨.

      • 家园 思维有点混乱了
        • 家园 花...

          小弟发文不多,写作经验薄弱,打算先边写边看各位给提的问题和意见,重点关注有没有漏掉的或者解释不到位的地方,把观点和需要解释的东西写完,然后好好整理一下,把主帖改好.

      • 家园 对撞的时候发动机向前抛就可以了,直接把动能传给对方了。。
        • 家园 动量定理啊, 冲击力更大
        • 家园 车辆对撞的时候

          发动机和变速器甩出的不多,因为这样就要求前车架和发动机支撑杆设计的非常巧妙,让前车架和发动机支撑杆在该断的时候断的利索,发动机和变速器能甩出去,但是在日常进行比较激烈的驾驶或者重载时或者经过较长时间频繁使用(比如家用个七八年),前车架和发动机支撑杆情况仍然良好,而且还得考虑发动机和变速器甩不出去时对乘员安全造成的影响.

          甩出设计比溃缩设计难的多,所以尽管它在理论上更安全,溃缩设计仍然占据主流位置.F1赛车倒是采取这个设计的,所以一般F1车祸看起来很惨烈,驾驶员却伤亡不多.高档跑车,比如法拉利之类也采取这个设计.常见的车辆中,车辆安全方面最早引入发动机和变速器甩出设计的,印象是VOLVO.

          • 家园 撞出宝了,哈!

            恭喜:你意外获得【通宝】一枚

            谢谢:作者意外获得【通宝】一枚

            鲜花已经成功送出。

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      • 家园 先花,不过bug还是有阿

        就算一辆是完全刚性,另一辆是车头溃缩,车头溃缩那一辆以64km/h撞墙所吸收的动能相当于两辆车以64除以根号2的速度(大约是45km/h)对撞时需要吸收的动能。而不是32km/h...

        • 家园 删---回错地方了...不好意思...
        • 家园 先花

          1,不存在动能守恒定理,只存在能量守恒定理动量守恒定理;

          2,动量守恒定理应用于碰撞时,有一种情况下动能守恒,即只有完全弹性正面碰撞时,动能才守恒(完全弹性侧面碰撞时,动能不守恒).完全非弹性碰撞和非弹性碰撞时动能不守恒.也就是刚性设计的车子和溃缩设计的车子正碰撞时,动能不守恒;

          3,两车相撞和一车撞墙属于不同的模型,它们之间能量也不守恒.

          其实这个问题是主帖子中模型太过粗略所致,碰撞问题应该采用动量守恒来计算的,但是动量守恒模型过于麻烦,所以当时我就先简化成了动能来进行数字上的粗略比较,这样可能误导了您.

          帖子又长了,慢慢写吧.

    • 家园 一个bug

      早年汽车碰撞测试,正碰速度为56KM/H,现在提高到64K/H,这仅仅相当于同样重量的车子以32KM/H的速度对撞

      再想想看?

      其实也相当于同样的两辆车64km/h对碰

    • 家园 分析很有道理
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