汽车碰撞散落物动力学仿真及试验研究

论文摘要

交通事故散落物是事故再现的重要依据和关键因素。对散落物的研究通常包括抛物体的运动学和动力学研究,基于统计的散落物分布场实验研究以及仿真分析等技术手段。本文将行人、自行车和骑车人视为散落物,增加了事故散落物分布场及其特征量等内容,丰富了散落物定义的内涵。本文提出了基于统计思想的事故散落物分布场的概念,进行了汽车前照灯模拟碰撞实验和汽车碰撞散落物抛撒实验,分析了现场遗留的前照灯碎片、典型碎屑状散落物和液体状散落物的特征量及其分布场的形态,建立了汽车前照灯再现模型和典型散落物再现模型。本文利用PC-Crash建立虚拟碰撞试验场,对汽车-行人、汽车-骑车人碰撞进行仿真分析,将行人碰撞分为行人后部/侧面与汽车碰撞两种类型。首次提出第一落地点抛距模型理论,分析了碰撞前行人相对车辆位置对行人抛距的影响,分别建立了汽车-行人后部/侧面/综合碰撞模型、汽车-行人高速碰撞模型、汽车-行人刮擦碰撞模型和汽车-骑车人碰撞模型。最后,将本文模型与同类模型进行了对比,验证了本文模型的有效性和可行性。为了深入分析球体接触运动的深层机理,本文利用ADAMS和LS-DYNA对球体跌落运动进行仿真,分析了给定的初始约束下球体的抛体运动,包括摩擦、碰撞接触等过程及相应运动参数的变化规律。

论文目录

• 提要
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景与意义
• 1.2 研究历史与现状
• 1.3 主要研究内容
• 第二章 接触动力学理论模型
• 2.1 刚体接触
• 2.2 弹性接触
• 2.3 刚体接触算例
• 2.4 小结
• 第三章 汽车前照灯模拟碰撞试验研究
• 3.1 试验装置和方法
• 3.2 数据分析
• 3.3 模型的建立
• 3.4 小结
• 第四章 汽车碰撞散落物抛射试验研究
• 4.1 试验装置
• 4.2 试验方法
• 4.3 数据处理
• 4.4 小结
• 第五章 汽车-行人碰撞仿真模型
• 5.1 汽车-行人/骑车人模型
• 5.2 PC-CRASH 多体动力学模型
• 5.3 PC-CRASH 行人模型
• 5.4 模型的有效性验证
• 5.5 小结
• 第六章 基于ADAMS 和LS-DYNA 的接触分析
• 6.1 ADAMS 动力学理论
• 6.2 ADAMS 仿真模型
• 6.3 LS-DYNA 数值模拟
• 6.4 LS-DYNA 仿真模型
• 6.5 小结
• 第七章 总结与展望
• 7.1 总结
• 7.2 研究展望
• 参考文献
• 攻读博士学位期间发表的学术论文
• 致谢
• 摘要
• ABSTRACT