這個跟貼很有意思。

來源: 戰車上的狸花 於 2009-03-10 01:41:28 [] [博客] [舊帖] [給我悄悄話] 閱讀數 : (8724 bytes)

ZT:從吸能說起看汽車碰撞理論分析


??????所屬分類：其它?-?發表時間：2006-5-8 12:17:57?-?評論數：1 ?-?最後評論
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從吸能說起看汽車碰撞理論分析

汽車碰撞的理論分析，具有高中物理知識的就可以看懂，好好學習學習！


　　吸能對於車車碰撞是致命的，現在的車禍車車碰占80％以上，碰樹撞牆掉懸崖畢竟
隻是少數，轉一篇帖子吧

　　當前汽車的碰撞實驗的一個陷阱就是：不同車型都是對著質量和強度都是無限大
的被撞物衝擊。然後以此作為證據，來證明自己汽車的安全性其實是差不多的，這是
極端錯誤的。

　　舉個例子：拿雞蛋對著鍋台碰，你可以發現所有的雞蛋碎了，而且都碎得差不
多，於是可以得出雞蛋的安全性都差不多。可是你拿兩個雞蛋對碰呢，結果是一邊損
壞一半嗎？

　　錯！你會發現，一定隻有一個雞蛋碎了，同時另一個完好無損！

　　問題出現了：為什麽對著鍋台碰都差不多，但是雞蛋之間對碰卻永遠隻有一個碎
了？這個實驗結果與汽車碰撞有關係嗎？

　　原因就在於：當結構開始潰敗時，剛度會急劇降低。讓我們仔細看一下雞蛋碰撞
的過程吧！1，兩個雞蛋開始碰撞一瞬間，結構都是完好的，剛性都是最大；2，隨著
碰撞的繼續，力量越來越大，於是其中一個剛性較弱的結構開始潰敗；3，不幸發生
了，開始潰敗的結構剛度急劇降低，於是，開始潰敗就意味著它永遠潰敗，於是所有
的能量都被先潰敗的一隻雞蛋吸走了。

　　我們在看看汽車之間的碰撞吧（撞鍋台，大家的結果當然都一樣！）。1，開
始，兩車的結構都是完好的，都在以剛性對剛性；2，隨著碰撞的繼續，力量越來越
大，於是剛性較弱的A車的結構開始潰敗，大家熟知的碰撞吸能區開始工作；3，不幸
再次發生，因為結構變形，A車的結構剛度反而更急劇降低，於是開始不停的“變
形、吸能”；4，在A車的吸能區潰縮到剛性的駕駛倉結構之前，另一車的主要結構保持
剛性，吸能區不工作。

　　結論：兩車對碰，其中一個剛度較低的，吸能區結構將先潰敗並導致剛度降
低，最終將承受所有形變，並吸收絕大部分的碰撞能量。

　　這就是為什麽你總可以看到，兩車碰撞時，往往一車的結構幾乎完好無損，另一
車已經是稀哩嘩啦拖去大修！

　　回到最近一個一直很熱的話題：鋼板的厚度對安全性有影響嗎？答案不僅是肯定
的，而且大得超出你的想象：鋼板薄20％不是意味著安全性下降20％或者損失增大20
％， 而是意味著你的吸能區將先對手而工作，並將持續工作到被更硬的東西頂住（可
能是你的駕駛艙）， 並承擔幾乎全部的碰撞形變損失！

　　總結：在車與車的碰撞中，輸家通吃。所以一個拿汽車的剛度開玩笑的車廠，它
根本不在乎你的生命。

　　你永遠不能在碰撞實驗中看到，不同車型之間的碰撞。因為哪怕就弱那麽一
點，結果就是零和一的區別！太慘了！看到就沒人買了！

　　附：一些特殊例子的解釋：
　　一，輕微碰撞，兩車的車燈都碎了。解釋：強度高的車燈先碰碎了強度低的車
燈，但是在繼續的過程中，被後麵強度更高的金屬杠撞碎。所以在碰撞的瞬間，還是
隻有一個破碎！

　　二，中等碰撞，B車防撞杠有輕微痕跡，A車嚴重變形。解釋：塑膠防撞杠彈性
大，所以實際上兩車的吸能區的前杠直接隔著杠相抵。強度高的那個吸能區不變
形，強度低的那個吸能區變形後，導致較嚴重的嚴重損壞。

　　三，猛烈碰撞，兩車的吸能區都潰敗了。解釋：1，剛度低的A車吸能區先潰敗退
縮，一直到被剛性很強的駕駛艙結構抵住。2，如果還有能量，B車車頭吸能區不敵A車
駕駛艙，也開始潰敗吸能。3，最後如果還有能量，兩車駕駛倉結構直接碰撞。聰明的
你應該可以看出，剛度高的B車駕駛員在緩衝兩次後才發生駕駛艙的直接碰撞，你希望
是在那個車裏麵！

　　四，吸能區的結構複雜多了，哪是雞蛋可以比的。解釋：結構的完整性是剛度的
最重要保證。越複雜的結構一旦開始潰散，剛性消失的越快。


　　這就是為什麽日本車和歐洲車碰撞的時候，日本車就是個活動的棺材……
　　補充一些：

　　知道嗎，其實在兩車相撞時，你自己才是最大的殺手，或者說是你自己的慣性將
你撞散的。
　　舉個極端的例子，2個同樣大小的球體，一個是石頭另一個是木頭製成，在迎麵向
碰時，碰撞的結果是木質球向相反的方向運動，而石質球則保持原先的軌跡，但減速
運動，同時根據物理公式可以得到以下結論：
　　1、兩球碰撞初期有各自的速度，但相對速度是相同的，從矢量上來看方向相反。

　　2、在碰撞的瞬間，相互傳遞各自的能量。
　　3、碰撞結束後，根據能量守恒定律，除了產生的熱量外，全部轉化成各自的動
能，其結果是木球反向運動，速度上如不考慮方向，大於原先木質球自身的速度，而
小於兩球的相對速度；石球則保持原來運動方向，速度小於原石球自身速度。
　　從上麵的例子（雖然是彈性正碰，但也足以說明問題）可以看出，兩個物體相
撞，質量大的物體更能夠保持自有的慣性，從直觀上形容，就是質量小的做的是調頭
運動，質量大的做的是減速運動，這一點很重要，實際上在車體碰撞時，我們是被自
己的慣性撞傷的，而撞擊的力量隻與本人的體重和當時的撞擊加速度有關，這裏的加
速度是負值，從以上的例子可以看出，大車（重車）的乘坐人員的撞擊加速度遠遠低
小車（輕車），這就是為什麽大家一致公認的歐美車比小日本車安全但在碰撞試驗裏
又得出截然相反的結果的原因，你看看美國的老太太都開著通用的皮卡，就知道為什
麽了。
　　所以說要想安全係數更高：
　　1、開分量大的車，當然油耗也高，全當買保險了。
　　2、減肥，降低你的質量，這樣可以做小日本的車了，於是乎，我突然明白什麽是
小日本了！

　　對論點的補充，實際上有一個絕對速度和相對速度的問題，我們行駛在路上的車
看到的隻是各自的車速，這是絕對速度，但兩車相撞的瞬間那可是相對速度，而碰撞
試驗做的是絕對速度，即大家的碰撞加速度都視為相同，而實際上，由於車體鋼板強
度，車體自身重量的原因，在實際碰撞時，兩車的加速度是不一樣的，這就使得同一
個乘坐人員（質量相同）坐在兩種不同的車內的受力不同，F=ma這個公式大家都知
道。
　　在吸能變形的過程中，鋼板強度大質量重的車後變形，充分保證了原車的慣
性，可以將質量輕的車當成一個彈簧，重車此時是撞在彈簧上，考慮到輕車的變形後
重車開始變形吸能，從原理上似乎兩車同樣向對做的是彈性碰撞，但其實不然，由於
輕車的能量在碰撞的過程中迅速消耗，也就是我們說的慣性小，當重車還沒有完全吸
能變形完畢，輕車的碰撞殘能已經不能夠使得重車的緩衝區繼續變形了，此時產生了
質的變化，重車的殘能量將輕車反推，使得輕車作了短暫的後退運動，此時對於重車
而言還是相當於頂在一個彈簧上繼續瀉能，直到兩車停止，而輕車因為已無變形，在
掉頭瞬間的臨界速度，對於輕車來說其絕對速度為零，在此過程中可以看出輕車車體
的加速度遠遠大於重車，我這裏指的是車體，這就意味著同樣質量的乘員，輕車上的
乘員的自身慣性撞擊力要遠遠大於重車。
　　這就使碰撞試驗和實際撞車的不同，碰撞試驗時兩車從初速度到停止完全相
同，因此隻要誰的緩衝區做得好就能得到高分，這是小日本的長處，但在實際撞車
時，總的停止時間遠遠大於輕車並且是逐漸減速，而輕車在碰撞中途就已經完全停止
並作反向運動，所以從兩車的運動軌跡來看，重車的撞擊加速度（實際上是反向加速
度）要遠遠小於輕車，這就是誤區。
　　例子:
　　當兩車相撞時假設車子都是50KM/h，日本車重1000KG，德國寶馬2000KG，
　　用物理中的動量來算一下。P=MV。
　　P(日)＝1000x50＝50000
　　P(寶馬)＝2000x50＝100000
　　設寶馬方向為正方向！！！
　　根據動量守恒定理：動量是矢量（有正負方向之分），一個係統不受外力或所受
外力之和為零,這個係統的總動量保持不變。
　　此時該係統的總動量是向寶馬開的方向，為100000－50000＝50000。（正方向）
　　沒有形變
　　假設撞擊後不存在形變，兩車貼在一起，該係統的總動量仍為50000，
　　P＝MV，V=P/（M(日)＋M(寶馬)）＝50000/3000＝16.666666...約為17KM/h(正方
向),
　　由於兩車貼在一起向寶馬方向運動，所以寶馬車的速度改變了50-17=33KM/h,而日
本車改變了50+17＝67KM/h,

　　自己看看哪個駕駛員受的速度改變大？

　　存在形變
　　但車子都會有吸能措施，所以撞完後都會彈開並且停下，彈開總共分5種情況
　　1.寶馬車不動，日本車後退（就是所有彈力都給了日本車，在上麵沒有形變情況
的基礎上，兩個駕駛員受的改變更大）

　　2.日本車不動，寶馬車後退（不符合物理學的定理,能量守恒）

　　3.兩車同時向寶馬車原方向運動
　　a.寶馬車慢，日本車快（日本車駕駛員受的改變比沒有形變的情況更為可怕）
　　b.一樣快（類似沒有形變的情況）
　　c.寶馬車快，日本車慢（想想看也不可能，最起碼也應該是一樣，就是緊貼在一
起）

　　4.兩車分別向原先各自的反方向運動
　　a.日本車退的快（肯定，能量守恒就決定了）
　　b.寶馬車退的快（不符合物理學的定理）
　　c.兩車退的一樣快（也不可能，因為彈開的力的能量是固定的，但兩車質量不一
樣，所以根據能量守恒車重的動得慢，車輕的動得快，也就是a情況）

　　5.兩車同時向日本車原方向運動（這已經不符合物理學的定理！日本車方向是負
方向，初始總係統的方向是正方向）

　　所以不管怎樣，都是車重的駕駛員受的速度改變要小於車輕的!!!（去看看火車撞
汽車，汽車撞自行車，就連摩托撞自行車也能說明車重好）
　　再說一點，日本車的吸能區一般情況要先於寶馬車工作，那時它的工作是吸收兩
車的能量，所以駕駛室變形的話肯定是日本車先!!!


　　總結：
　　1.車碰車，更硬的車更安全。
　　2.如果車的硬度(結構強度，剛性)都一樣，那麽車重的會把車輕的“撞開”，重量
比越大輕車受到的衝擊力越大。
　　日本車從來不提安全性這個賣點（不然從哪裏摳錢，大家都是做車的），它講的
是性價比，至於那“萬一”，人都有僥幸心理，中彩都沒那麽準，那個“萬一”應該不會
找到自己身上吧，所以在中國，“物美價廉”的日係車很好賣。
　　以上針對的是國內生產賣國人的日係車，出口歐美的不是一回事。原因大家都知
道。

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