仿真技术的汽车碰撞(附件)
汽车安全性是汽车最基本，最重要的性能，汽车碰撞是汽车安全性中的一个重要内容，而汽车碰撞的运动轨迹分析也是不可或缺的。本文主要研究对汽车碰撞后的运动轨迹进行分析，与之密不可分的是事故再现技术。在研究过程中，需要汽车碰撞相关理论的支撑，然后对碰撞速度进行计算，并构建汽车碰撞运动轨迹的相关模型，最后使用Pc-crash软件结合实际案例进行仿真分析。本文分析了碰撞点等等参数对汽车碰撞运动轨迹的影响，最后的研究成果对汽车碰撞运动轨迹分析，事故再现处理具有参考价值。关键词 仿真建模,Pc-crash,汽车碰撞,运动轨迹,事故再现
目 录
1 绪论 1
1.1 课题背景 1
1.2 课题研究意义 1
1.3 课题国内外的研究发展状况 1
1.4 主要研究内容 2
2 汽车碰撞及碰撞速度计算理论基础 2
2.1 汽车碰撞过程 2
2.2 汽车碰撞类型 3
2.3 汽车碰撞的力学特点 4
2.4 汽车碰撞速度典型计算方法:反推法 5
3 汽车碰撞运动轨迹模型 10
3.1 建立车辆运动轨迹模型所需要的条件 10
3.2 车辆运动轨迹模型的基本假设 14
3.3 二维碰撞事故车辆运动轨迹模型 15
3.4 车辆运动轨迹模型的初始条件 18
3.5 汽车碰撞分离瞬间速度计算 19
4 碰撞仿真分析及PCCRASH介绍 20
4.1 PCCRASH简介 20
4.2 PCCRASH交通事故再现基本流程 20
4.3 构建道路环境、车辆模型及其初始运动状态 21
5 实际案例仿真分析 22
5.1 虚拟场景绘制 22
5.2 建立车辆模型 24
5.3 设置路面坡度及摩擦系数 26
5.3 设置车辆位置和速度 27
5.4 设置车辆顺序 27
5.5 碰撞模型的选取 28
5.6 碰撞模拟 29
5.7 碰撞优化 30
5.8 参数曲线和动画制作 32
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
结论 34
1 研究所获得的成果以及结论 34
2 研究展望 34
致谢 35
参考文献 36
1 绪论
1.1 课题背景
最近三十年来，因交通事故死亡的人数以达四百万人。除掉交通状况等客观因素以外，另外一个不可避免的原因就是国内汽车安全系数不高，根据这种情况很容易想到国内交通事故的严重程度。伴随着国内道路方面的不断完善，汽车的购买数量不断增加，车速也在不断提高，交通事故总量和所受到的人员伤亡与财产损失近年来也是正比上升关系。增加对道路交通事故的研究，预防交通事故的发生，是全社会每个人的责任。
汽车安全性问题与汽车的每种性能都有或多或少的联系，最开始对汽车安全性的研究从整车性能开始的。随着第二次世界大战后工业的急速发展，到了六十年代中期，美国和欧洲的汽车拥有量以及动力性能有了质的飞跃，公路上的汽车密度和汽车车速也是越来越高，汽车事故发生率达到了空前高的水平，汽车安全性开始受到了政府和人们的高度重视。
1.2 课题研究意义
随着汽车工业和交通运输业的高速发展，交通事故日益严重，而通过对道路交通事故汽车碰撞的再现模拟，不仅能为事故责任认定提供依据，而且能对汽车事故的成因有帮助。如何利用现有的技术条件快速的、准确的对交通事故汽车碰撞的再现分析，是目前该领域亟待解决的问题。
1.3 课题国内外的研究发展状况
针对汽车碰撞运动轨迹分析，假设采用试验法，由于这些事故的环境极其复杂，很难复现事故过程，因此常常采用动量冲量守恒、能量转换、动力学和实体弹塑性等理论进行建模计算，因为这些模型适用于各个维度中，所以在大部分案例中被使用，这些建模方法都有一个统一的名称，叫做统一建模法。这种模型方法的特征是可以直接与汽车碰撞阶段性能的参数联系在一起(如恢复系数、碰撞中心、车辆变形特性及接触面摩擦系数等)，构建方程。比如能量法需要的是碰撞时的刚度和变形，动力学方法需要是汽车间的挤压特征，动量冲量法需要用到的是碰撞中心的位置及接触面的回弹系数或摩擦系数等。
1.3.1 国外开展汽车碰撞运动轨迹分析的方向
在60年代初国外就已经进行了对道路交通事故再现分析领域的研究，至今各种专业的事故再现仿真软件已经出现在市场中，开发和应用道路交通事故仿真分析软件的地区，大部分在欧美和日本，其中运用最广泛的就是奥地利的PCCRASH软件。虽然现在的各种事故再现仿真软件在不断地进步和提高，但其关键技术还存在很大问题。PCCRASH软件是在外国已经比较成熟的运用并建模进行事故再现分析，目前国内外应用最为广泛的事故再现分析软件，大部分被用作国内责任认定和再现分析的理论依据。
1.3.2 国内开展汽车碰撞运动轨迹分析的方向
国内方面，国内车辆专业一线大学先后研发了道路交通事故计算机辅助分析系统，某警官学院首次把PCCRASH运用在教学中，至此，国内事故再现就已经普及全国。现在国内对事故再现的研究已经初具规模，各种研究院、高校相继开展各项活动。但是国内对这方面的研究才刚开始，很多方面存在明显不足。前期的试验数据积累和关键技术的掌握方面仍然亟待提高。
1.4 主要研究内容
本文主要研究对汽车碰撞后的运动轨迹进行分析，与之密不可分的是事故再现技术。在研究过程中，需要汽车碰撞相关理论的支撑，然后对碰撞速度进行计算，并构建汽车碰撞运动轨迹的相关模型，最后使用PCCRASH软件结合实际案例进行仿真分析。
2 汽车碰撞及碰撞速度计算理论基础
在一场汽车碰撞事故里，其中的碰撞阶段是其主要部分，具有冲击大、时间短的特点。碰撞以后汽车的运动形式就被它所影响，及其以后的车辆受损程度和人的受伤程度也被它所决定。本章大部分介绍汽车碰撞过程、类型以及碰撞速度等理论。
目 录
1 绪论 1
1.1 课题背景 1
1.2 课题研究意义 1
1.3 课题国内外的研究发展状况 1
1.4 主要研究内容 2
2 汽车碰撞及碰撞速度计算理论基础 2
2.1 汽车碰撞过程 2
2.2 汽车碰撞类型 3
2.3 汽车碰撞的力学特点 4
2.4 汽车碰撞速度典型计算方法:反推法 5
3 汽车碰撞运动轨迹模型 10
3.1 建立车辆运动轨迹模型所需要的条件 10
3.2 车辆运动轨迹模型的基本假设 14
3.3 二维碰撞事故车辆运动轨迹模型 15
3.4 车辆运动轨迹模型的初始条件 18
3.5 汽车碰撞分离瞬间速度计算 19
4 碰撞仿真分析及PCCRASH介绍 20
4.1 PCCRASH简介 20
4.2 PCCRASH交通事故再现基本流程 20
4.3 构建道路环境、车辆模型及其初始运动状态 21
5 实际案例仿真分析 22
5.1 虚拟场景绘制 22
5.2 建立车辆模型 24
5.3 设置路面坡度及摩擦系数 26
5.3 设置车辆位置和速度 27
5.4 设置车辆顺序 27
5.5 碰撞模型的选取 28
5.6 碰撞模拟 29
5.7 碰撞优化 30
5.8 参数曲线和动画制作 32
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
结论 34
1 研究所获得的成果以及结论 34
2 研究展望 34
致谢 35
参考文献 36
1 绪论
1.1 课题背景
最近三十年来，因交通事故死亡的人数以达四百万人。除掉交通状况等客观因素以外，另外一个不可避免的原因就是国内汽车安全系数不高，根据这种情况很容易想到国内交通事故的严重程度。伴随着国内道路方面的不断完善，汽车的购买数量不断增加，车速也在不断提高，交通事故总量和所受到的人员伤亡与财产损失近年来也是正比上升关系。增加对道路交通事故的研究，预防交通事故的发生，是全社会每个人的责任。
汽车安全性问题与汽车的每种性能都有或多或少的联系，最开始对汽车安全性的研究从整车性能开始的。随着第二次世界大战后工业的急速发展，到了六十年代中期，美国和欧洲的汽车拥有量以及动力性能有了质的飞跃，公路上的汽车密度和汽车车速也是越来越高，汽车事故发生率达到了空前高的水平，汽车安全性开始受到了政府和人们的高度重视。
1.2 课题研究意义
随着汽车工业和交通运输业的高速发展，交通事故日益严重，而通过对道路交通事故汽车碰撞的再现模拟，不仅能为事故责任认定提供依据，而且能对汽车事故的成因有帮助。如何利用现有的技术条件快速的、准确的对交通事故汽车碰撞的再现分析，是目前该领域亟待解决的问题。
1.3 课题国内外的研究发展状况
针对汽车碰撞运动轨迹分析，假设采用试验法，由于这些事故的环境极其复杂，很难复现事故过程，因此常常采用动量冲量守恒、能量转换、动力学和实体弹塑性等理论进行建模计算，因为这些模型适用于各个维度中，所以在大部分案例中被使用，这些建模方法都有一个统一的名称，叫做统一建模法。这种模型方法的特征是可以直接与汽车碰撞阶段性能的参数联系在一起(如恢复系数、碰撞中心、车辆变形特性及接触面摩擦系数等)，构建方程。比如能量法需要的是碰撞时的刚度和变形，动力学方法需要是汽车间的挤压特征，动量冲量法需要用到的是碰撞中心的位置及接触面的回弹系数或摩擦系数等。
1.3.1 国外开展汽车碰撞运动轨迹分析的方向
在60年代初国外就已经进行了对道路交通事故再现分析领域的研究，至今各种专业的事故再现仿真软件已经出现在市场中，开发和应用道路交通事故仿真分析软件的地区，大部分在欧美和日本，其中运用最广泛的就是奥地利的PCCRASH软件。虽然现在的各种事故再现仿真软件在不断地进步和提高，但其关键技术还存在很大问题。PCCRASH软件是在外国已经比较成熟的运用并建模进行事故再现分析，目前国内外应用最为广泛的事故再现分析软件，大部分被用作国内责任认定和再现分析的理论依据。
1.3.2 国内开展汽车碰撞运动轨迹分析的方向
国内方面，国内车辆专业一线大学先后研发了道路交通事故计算机辅助分析系统，某警官学院首次把PCCRASH运用在教学中，至此，国内事故再现就已经普及全国。现在国内对事故再现的研究已经初具规模，各种研究院、高校相继开展各项活动。但是国内对这方面的研究才刚开始，很多方面存在明显不足。前期的试验数据积累和关键技术的掌握方面仍然亟待提高。
1.4 主要研究内容
本文主要研究对汽车碰撞后的运动轨迹进行分析，与之密不可分的是事故再现技术。在研究过程中，需要汽车碰撞相关理论的支撑，然后对碰撞速度进行计算，并构建汽车碰撞运动轨迹的相关模型，最后使用PCCRASH软件结合实际案例进行仿真分析。
2 汽车碰撞及碰撞速度计算理论基础
在一场汽车碰撞事故里，其中的碰撞阶段是其主要部分，具有冲击大、时间短的特点。碰撞以后汽车的运动形式就被它所影响，及其以后的车辆受损程度和人的受伤程度也被它所决定。本章大部分介绍汽车碰撞过程、类型以及碰撞速度等理论。
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