碰撞原创
碰 撞
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一、碰撞的特点：
1、定义：碰撞过程是物体之间相互作用时间非常短暂的一种特殊过程。
2、特点：
（1）碰撞过程动量守恒。在碰撞过程中，由于作用时间非常短暂，由动量定理
可以得到，相互作用的内力非常大，此时，物体受到的内力F 内>>F 外。外力可以认为忽略不计。因此就算物体受到的合外力（比如物体受到摩擦力）不为零，我们也认为在碰撞瞬间动量守恒。
（2）碰撞过程中，系统的总动能只能不变或减少，不可能增加。 二、碰撞的分类----按动能的损失分类。
（1）完全弹性碰撞：这种碰撞没有机械能或动能的损失，只产生机械能或动能
的转移。 （2）非完全弹性碰撞：这种碰撞有机械能或动能的损失，在碰撞的过程中部分机械能或动能转化为内能。 （3）完全非弹性碰撞：，这种碰撞的特点是碰后粘在—起(或碰后具有共同的速
度)，其机械能或动能损失最大。以后只要是完全非弹性碰撞，碰后具有共同速度。
三、完全弹性碰撞的讨论（一个运动的物体和静止的物体发生的弹性正碰） 在光滑的水平面上，设有两个物体，质量分别为1
m 和2
m ，设质量m 1
的物体以速度v 0与质量为m 2的在水平面上静止的物体发生弹性正碰， 设碰后m 1的速度为v 1，碰后m 1的速度为v 2则碰后v 1 v 2为多少 由动量守恒：22110
1v m v m v m +=
碰撞前后动能不变：2222121112
1
012
1
v m v m v m +=(注：在同一水平面上发生弹性正碰，
机械能守恒即为动能守恒)
解上面两式： v 1= v 2=
[讨论]
①当m l >m 2时，v 1>0，v 2>0(同向运动)
②当m l ⑤当m l >>m 2时，v 1≈v,v 2≈2v 0 (同向运动)、 四、解决碰撞问题的三个依据 1、动量守恒 2、动能不增加 3、速度要符合情景：若碰撞前两物体同向运动，则后面物体的速度必须大于前面物体的速度，否则无法实现碰撞。碰撞后，原来在前的物体的速度一定要大于或等于原来在后面物体的速度；否则碰撞没有结束。若碰前两物体是相向运动，则碰后，两物体的运动方向不可能都不改变，除非碰撞之后速度均为零。 例1、如图1所示，有一质量为m 的物体B 静止在光滑水平面上，另一质量也为m 的物体 A 以初速度0v 匀速向B 运动，两物体相撞后粘在一起运动，试求碰撞中产生的热能？ 例2、质量为m1=1000g 的鸟在空中水平飞行，离地高h=20m ，速度v 1=6m/s,突然被一颗质量为m2=20g 、沿水平方向以速度v 2=300m/s 同向飞行的子弹击中，假定子弹留在鸟体内，鸟立即死去，取g=10m/s2,问： （1）鸟被击中后，经多少时间落地； （2）鸟落地处离被击中处的水平距离是多少？ 图 1 例3、如图所示，abc是光滑的轨道，其中ab是水平的，bc为与ab相切的，位于竖直平面内的半圆，半径R=0.30m，质量m=0.20Kg的小球A静止在轨道上，另一质量M=0.60Kg，速度V0＝5.5m/s的小球B与小球A正碰，已知相碰后小球A经过半圆的最高点C落到轨道上距b点为L=42R处，重力加速度g=10m/s2，求： （1）碰撞结束时，小球A和B的速度大小？ （2）试论证小球B是否能沿着半圆轨道到达C点？ B层训练题 1、两球做相向运动，碰撞后两球变为静止，则碰撞前两球（） A．质量一定相等B．动能一定相等C．动量一定相等D．以上均不正确 2．如图所示，小球A和小球B质量相同，球B置于光滑水平面上，当球A从高为h处由静止摆下，到达最低点恰好与B相碰，并粘合在一起继续摆动，它们能上升的最大高度是（） A．h B．h/2 C．h/4D．h/8 3．两个小球A和B在光滑的水平面上沿同一直线运动。A的 质量为1kg，速度的大小为6m/s；B的质量为2kg，速度大小为3m/s。求下列各种情况下碰撞后的速度。 （1）A和B都向右运动，碰后粘在一起。 （2）A向右运动，B向左运动，碰撞后粘在一起。 （3）A和B都向右运动，碰后A仍向右运动，速度的大小为2m/s。 4．把一质量m=0.2kg的小球放在高h=5m的直杆顶端（如图），一颗质量m'=0.01kg 的子弹以v0=500m/s的速度沿水平方向击中小球，并穿过球心。小球落地处离杆的距离s=20m，求子弹落地处离杆的距离s'g=10m/s2 5．质量为2kg 的小球A 以3m/s 的速度向东运动，某时刻与在同一直线上运动的小球B 迎面相碰。B 球的质量为5kg ，撞前速度为2m/s 。撞后，A 球以1m/s 的速度向西返回，求碰撞后B 球的速度。 6．如图所示，甲、乙两车质量相同，各自上面固定两相同的条形磁铁，且同名 磁极相对，甲以3m/s 的速度向右运动，乙以2m/s 的速度向左运动。求（1）当乙车速度为零时，甲车的速度多大？（2）两车相距最近时，甲车的速度为多大？ 7．水平面上质量kg M 100=的车以速度s m v /4=车的速度滑行，一人质量 A 层作业题 8、质量相等的A 、B 两球在光滑水平面上沿同一直线、向同一方向运动, A 球的动量为7 kg ·m/s, B 球的动量为 5 kg ·m/s, 当A 球追上B 球发生碰撞后, A 、B 两球的动量不可能为( ) A. p A =6 kg ·m/s p B =6 kg ·m/s B. p A =3 kg ·m/s p B =9 kg ·m/s C. p A =－2 kg ·m/s p B =14 kg ·m/s D. p A =－4 kg ·m/s p B =17 kg ·m/s 9．如下图所示，甲、乙两球质量分别为lkg ，3kg ，它们在光滑水平面上发生正碰，图甲表示甲球碰撞前后的s —t 图线，图乙表示乙球碰后的s —t 时间图线，不计碰撞时间，则下 列说法正确的是 ( ) A ．甲、乙两球在t=2s 时发生碰撞 B ．碰撞前后系统动量守恒 C ．碰撞后甲球的速度反向了 D ．碰撞前后甲球动量改变了2kg·m ／s 10.如图所示,一根足够长的水平滑杆SS ′上套有一质量为m 的光滑金属圆环,在滑杆的正下方与其平行放置一足够长的光滑水平的绝缘轨道PP ′,PP ′穿过金属环的圆心.现使质量为M 的条形磁铁以水平速度v 0沿绝缘轨道向右运动,则（ ） A .磁铁穿过金属环后,两者将先、后停下来 B .磁铁将不会穿越滑环运动 C .磁铁与圆环的最终速度 n M M +0v D .整个过程最多能产生热量 ) (2m M Mm +v 02 11．如图所示，在水平地面上放置一质量为M 的木块，一质量 为m 的子弹以水平速度v 射入木块(未穿出)，若木块与地面间的动摩擦因数为μ ，求子弹射入后，木块在地面上前进的距离． v 12．如图所示，光滑水平面上有物块M 、m ，在其中静止的物块m 上固定一轻弹簧，M 以v 0的速度向右运动，求弹簧压缩量最大时，两者的速度各为多大？此时的弹性使能位多少？ 13、在气垫导轨上，一个质量为600g 的滑块以15cm/s 的速度与另一个质量为400g 、速度为10cm/s 方向相反的滑块迎面相撞，碰撞后两个滑块并在一起，求碰撞后的滑块的速度大小和方向。 14．如图所示，ABC 是光滑轨道，其中BC 部分是半径为R 的竖直放置的半圆．一质量为M 的小木块放在轨道水平部分，木块被水平飞来的质量为m 的子弹射中，并滞留在木块中．若被击中的木块沿轨道能滑到最高点C ，已知木块对C 点的压力大小为(M+m)g ，求：子弹射入木块前瞬间速度的大小． 15、如图14所示，一个半径R=0.80m 的 4 1光滑圆弧轨道固定在竖直平面内，其下端切线 是水平的，轨道下端距地面高度h=1.25m 。在圆弧轨道的最下端放置一个质量m B =0.20kg 的小物块B （可视为质点）。另一质量m A =0.40kg 的小物块A （也视为质点）由圆弧轨道顶端从静止开始释放，运动到轨道最低点时，和物块B 发生碰撞，碰后物块B 水平飞出。忽略空气阻力，重力加速度g 取10m/s 2 ，求： （1）物块A 滑到圆弧轨道下端时的速度大小； （2）物块B 离开圆弧轨道最低点时的速度大小； (3) A 的水平位移 目录 1 绪论 (1) 1.1 课题来源与国内外现状 (1) 1.1.1 研究背景 (1) 1.1.2 汽车安全性的种类 (1) 1.1.3 汽车模拟碰撞的研究 (2) 1.1.4 本课题主要内容 (3) 2. 碰撞试验台结构特点和技术要求 (4) 2.1 结构特点和技术要求 (4) 2.2 缓冲过程建模 (4) 3. 碰撞试验台的设计和计算 (5) 3.1 碰撞试验台的总体设计 (5) 3.2 导轨机构的设计和计算 (5) 3.3 小车的选择和设计及释放机构 (6) 3.4 墙体的选择 (7) 3.5 传动装置 (7) 4. 减速缓冲装置的设计和计算 (9) 4.1 减速缓冲器的种类 (9) 4.2 吸能缓冲器 (9) 4.3 多孔式液压缓冲器 (11) 4.4 圆槽减速缓冲器的设计计算 (14) 4.4.1 液压缓冲器的设计原理 (14) 4.4.2 缓冲器的结果设计 (19) 4.4.3 液压缓冲器装配图 (21) 4.4.4 驻退液 (22) 4.4.5 缓冲装置的运动 (22) 结论 (24) 致谢 (25) 参考文献 (26) 附录一液压缸体设计VB编程代码 (28) 附录二加速度曲线VB编程代码 (30) 附录三液压缸设计数据表 (31) 附录四液压缸圆槽设计数据表 (33) 1.1 课题来源与国内外现状 随着科技的进步、经济的发展、人民生活水平的不断提高，汽车己经成为人们学习、工作、生活中不可缺少的代步工具，对人们的生活、生产产生了深刻的影响。作为一种便捷的现代化交通工具，汽车在给人们带来极大便利的同时，也因其造成的交通事故给人类的生命和财产安全带来了严重威胁。随着全球汽车保有量的不断增加，交通事故也随之增加，交通事故己经成为全球范围内的一大社会问题。 这是一组让人膛目结舌的数字。美国的汽车保有量为1.3亿辆，每年道路交通死亡4万人左右；日本的汽车保有量近8000万辆，每年道路交通死亡1.1万人，去年降到8000人。中国的汽车保有量是3000万辆，每年道路交通死亡近11万人，单车事故率相当于美国的近13倍，日本的近40倍。除去交通状况等客观因素，一个不可回避的原因就是中国汽车安全系数低，我国交通事故的严重程度由此可想而知。随着我国道路交通状况的不断改善，我国汽车的保有量不断增加，车速也逐渐提高，交通事故总量和所造成的人员伤亡与财产损失近年来也呈上升趋势。加强道路交通系统和汽车安全的研究，预防交通事故，是需要全社会共同关注和迫切改善的重要课题[1-2]。 汽车安全性问题与汽车的各种性能等直接或间接有关，对其研究最初是与提高汽车的整车性能的研究交织在一起的。随着二战后汽车工业的持续发展，到60年代中期，西方发达国家中汽车的保有量和汽车的动力性能有了明显的提高，公路上的车流密度和车流速度己达到了一个空前高的水平，汽车事故发生率空前高涨，汽车安全性受到了公众和政府部门的高度重视。从这一时期开始，各国相继制定或修订了安全法规，如美国的汽车安全标准FMVSS等[3]。在这些法规的制约下，以及为了提高汽车产品的竞争力，各大汽车制造商和一些研究机构开展了汽车安全性的专门研究。汽车安全性研究逐渐从汽车技术研究的其他领域分离出来形成了一个独立的分支。 1.2 汽车安全性的种类 汽车安全性可划分为主动安全性和被动安全性[4-5]。被动安全性是指汽车发 装配式建筑结构BIM碰撞检查与优化 发表时间：2018-11-12T11:18:22.183Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第16期作者：周志鹏 2刘超 3许婷娜 4王玮 5郑栋 6徐华庆[导读] 本文介绍了碰撞检测的定义及BIM技术的碰撞检测优势，分析了碰撞发生的原因并介绍了碰撞检查的步骤。 1 2 3 5 6 7 8镇江大家建筑设计有限公司江苏省镇江市 212000 4镇江市世纪建设工程质量服务中心江苏省镇江市 212000 摘要：碰撞检测是建筑工程中一个非常重要的环节。基于BIM技术对装配式结构进行了碰撞检测和结构优化。本文介绍了碰撞检测的定义及BIM技术的碰撞检测优势，分析了碰撞发生的原因并介绍了碰撞检查的步骤。 关键词：装配式建筑；BIM；碰撞检查 前言 装配式建筑为当前的主要建筑类型，要求将传统建筑的工程流程拆解开来，分别予以施工，可有效提高工程的施工效率。传统建筑施工过程中，施工人员需参考二维图纸对建筑的结构进行调整。一旦图纸出现错误，工程的质量及工期，均会受到极大的影响。将BIM技术应用到施工中，可有效提高工程的可视化水平，对工程施工效率与质量的提高具有重要价值。 1碰撞检测的定义 碰撞检测主要是指在项目实际施工还没有动工之前开展对设计图纸的检查，完成对整套设计图纸中不同事物部位相互之间发生的冲突或干扰的核查。现场工作人员称碰撞问题为打架。以往，碰撞检测工作主要是设计单位在做，目标是优化设计方案和增强设计品质，避免设计变更。现在，一些实力较强的施工企业也会根据需要来做碰撞检测，主要用于优化施工方案。碰撞类型主要可以划分为两种：硬碰撞和软碰撞。硬碰撞是指两个事物处在空间上的交集，设计环节中硬碰撞是比较常见的问题，因为各个专业的模型基本需要不同的设计人员来完成，设计人员对非自己专业的图集和规范要求不熟悉，再加上缺少良好的沟通，最终导致各专业间的碰撞。软碰撞与硬碰撞的定义有所不同，它是指两个事物彼此之间的间距小于某个规定要求的限值，两事物没有出现空间上的交集，但考虑到彼此的距离过小，出于安全问题、可施工性地考量，让他们彼此间距符合规定的要求。软碰撞更多的出现在管道安装上，因为管间距过小，对管道安装和维修都造成难以操作。碰撞检测在工程应用上也有广义和狭义之分，狭义上碰撞就是硬碰撞，而广义上碰撞既包括硬碰撞又包括软碰撞。我们常谈的碰撞问题主要是指硬碰撞。项目不同参与方在碰撞检查上的内容也会有所不同。设计人员在进行设计时大多只会依据规范画图，避免设计图纸出现硬碰撞，由于缺乏现场工程经验，对安全操作距离等概念不强，基本没有考虑到软碰撞。实力较强的施工单位除了要检查图纸成果的硬碰撞外，往往还会顺便查看可施工环境的强弱，也就是软碰撞。 2基于BIM技术的碰撞检测优势 基于BIM理念所建的模型可以被看作是对建筑设计施工展开工作的预演，相关信息的不断添加，模型逐渐创立与完善的过程同时也是审核所建模型的过程，通过详细审核可以查找出隐藏在设计中并未发觉的问题，往往存在的这些问题与规范无关，但是却跟各个专业紧密相连如楼梯高度上的碰撞问题，用传统的审核方式想全部找出来是比较难的，特别是将BIM技术用于大型复杂项目，能带来的优势也是巨大的。BIM在碰撞检查方面的优势可以概括如下：BIM技术允许将各个不同专业的三维模型整合至同一个共有三维模型中，可以实现本专业自身与各专业间全方位的碰撞分析与检查，假如检查结果有问题，可以针对模型进行优化与改正，依据最终优化的数据模型去指导施工，一些不能直观展现在二维图纸中却又比较深层次的问题可以直观形象的展现出。整个建筑项目所有专业包括结构、MEP、通信等专业的模型可以依据需求在需要的任何部位进行剖切大样图并实时进行调整。对MEP等管线标高的定位采取明确的标注方式，便于观测出管线随楼层的高度分布情形，利于发现碰撞问题，间接优化了设计成果，限制了碰撞问题的出现。基于BIM理念的各相关软件可以实现对不同专业间所有碰撞问题的彻查，并自动生成碰撞检查报告，各专业设计人员依据检查报告对设计方案进行调整，可以基本杜绝碰撞问题的出现。基于BIM技术所建三维模型不仅可以用以往平面、立面、剖面与节点大样来描述建筑结构，还可以实现对所建模型的实时、动态的漫游，便于参与者对难点和细节点有直观的认知。BIM模型随着项目的逐渐深入可以不断集成各方面的数据信息，包括质量、进度、安全、成本、环境评价等，项目人员可以抽取相应的数据信息，如材料数据的精确统计，可以替代一些人工的算量与计价工作。 3装配式建筑构件碰撞发生的原因 装配式建筑构件由工厂到施工现场，通常需要进行长距离运输，运输时需要将大型构件进行分割，运至现场进行吊装、拼接。在吊装之前需检查各类构件的类型、编号及外形尺寸等，并将相应信息植入RFID芯片，全程监控。在传统建筑构件拼接过程中，不可避免地就会发生一些构件碰撞，主要是因为：各种设计软件之间的数据输出格式不能相互运用，建筑、电气等施工人员按照各自施工图进行施工，可能导致构件受力薄弱位置放置荷载较重构件，影响结构的正常使用。建筑结构允许偏差造成的碰撞。例如，梁和柱子的搭接问题，预制构件预留外漏钢筋进行搭接，浇筑混凝土加固。但是，由于施工中偏差的存在，可能会导致结构安装放线时产生碰撞。建筑安装施工顺序造成的碰撞。大型构件在现场安装时，作业空间较为狭窄。 4碰撞检查的实施步骤 4.1BIM模型的转化与组装 为提高模型的协调性和兼容性，利用BIM软件建模时通常采用通用制式，因此不同专业要利用各专业的辅助软件对核心模型进行转化。前期，BIM核心模型创建时采用分专业建模模式，不同专业分别在中心文件中提取和上传文件，各专业只能对本专业的模型进行修改编辑，而对其他专业的模型只能采用只读模式查看，在模型转化完成后将模型组装起来才会得到整体模型。 4.2重叠碰撞检查 由于此碰撞形式发生的概率很小，可在其他碰撞检查之前一次性地对整个模型进行重叠碰撞检查。 4.3不同专业间的碰撞检查 国内对此种碰撞检查类型做了大量研究，主要集中在对水暖电专业与结构或者建筑专业间的碰撞检查。 4.4本专业内的碰撞检查 挑战动量中的“碰撞次数”问题 河南省信阳高级中学 陈庆威 2016.11.04 2017年的高考的考试范围没有出来之前，我们可以回避、可以假装看不见、还可以不理会动量问题中的“碰撞次数”问题。可是，自从高中物理3-5纳入了必修行列之后，我们似乎已经变的没了选择。这里我整理了动量问题中的9道经典 的“碰撞次数”问题，有的是求碰一次的情况，有的是求碰N次的情况，题目能提升能力，更能激发思维。还等什么，快来挑战吧。 题目1：如图所示，质量为3kg的木箱静止在光滑的水平面上，木箱内粗糙的底板正中央放着一个质量为1kg的小木块，小木块可视为质点．现使木箱和小木块同时获得大小为2m/s的方向相反的水平速度，小木块与木箱每次碰撞过程中机械能损失0.4J，小木块最终停在木箱正中央．已知小木块与木箱底板间的动摩擦因数为0.3，木箱内底板长为0.2m．求： ①木箱的最终速度的大小； ②小木块与木箱碰撞的次数． 分析： ①由动量守恒定律可以求出木箱的最终速度； ②应用能量守恒定律与功的计算公式可以求出碰撞次数． 解析：①设最终速度为v，木箱与木块组成的系统动量守恒，以木箱的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得： Mv-mv=（M+m）v′， 代入数据得：v′=1m/s； ②对整个过程，由能量守恒定律可得： 设碰撞次数为n，木箱底板长度为L， 则有：n（μmgL+0.4）=△E， 代入数据得：n=6； 答：①木箱的最终速度的大小为1m/s； ②小木块与木箱碰撞的次数为6次． 点评：本题考查了求木箱的速度、木块与木箱碰撞次数，分析清楚运动过程、应用动量守恒动量与能量守恒定律即可正确解题． 题目2：如图，长为L=0.5m、质量为m=1.0kg的薄壁箱子，放在水平地面上，箱子与水平地面间的动摩擦因数μ=0.3．箱内有一质量也为 m=1.0kg的小滑块，滑块与箱底间无摩擦．开始时箱子静止不动，小滑块以v0=4m/s的恒定速度从箱子的A壁处向B壁处运动，之后与B壁碰撞．滑块与箱壁每次碰撞的时间极短，可忽略不计．滑块与箱壁每次碰撞过程中，系统的机械能没有损失．g=10m/s2．求： （1）要使滑块与箱子这一系统损耗的总动能不超过其初始动能的50%，滑块与箱壁最多可碰撞几次？ （2）从滑块开始运动到滑块与箱壁刚完成第三次碰撞的期间，箱子克服摩擦力做功的平均功率是多少？ 分析： （1）根据题意可知，摩擦力做功导致系统的动能损失，从而即可求；（2）根据做功表达式，结合牛顿第二定律与运动学公式，从而可确定做功的平均功率． 解析： 编订：__________________ 审核：__________________ 单位：__________________ 基于虚拟试验的轿车正面碰撞安全性分析(正式) Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level. Word格式 / 完整 / 可编辑 文件编号：KG-AO-2394-61 基于虚拟试验的轿车正面碰撞安全 性分析(正式) 使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体的部署，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。 一、引言 长期以来，轿车安全性能一直是汽车工业界非常关注的课题。用实车碰撞试验可测定轿车安全性能，但因其需在实物样机上安装各种测试设备，进行实地试验，成本高、时间长，所以探索新的试验方法一直是汽车工业界所追求的目标。随着计算机技术的发展和各种应用软件的出现，人们可以用计算机来模拟轿车碰撞试验。利用虚拟现实技术设计的汽车虚拟试验场可逼真地实现试验过程，通过交互改变汽车设计参数、试验道路环境，可以验证设计方案，从而达到缩短设计周期、降低开发成本、提高产品质量的目的。与传统的实车试验相比，应用虚拟试验场具有快速、逼真、可重复性等特点，可无危险、无损坏地进行碰 文章编号：１００６—２４６７（２００３）１１—１６９０一０４ 双臂ＳＣＡＲＡＴＥＳ机器人实时元碰撞运动规划 丁富强，费燕琼，韩卫军，赵锡芳 （上海交通大学机器人研究所，上海２０００３０） 摘要：以双臂ＳＣＡＲＡＴＥＳ机器人为研究对象，基于可迭流形和接触流形建立了艇臂机器人ｆ空间障碍物边界，并通过对障碍物边界的离散以厦对路径搜索算法的选择，提出并仿真实现了双臂机器人实时无碰撞运动规划算法． 关键词：双臂ｓｃＡＲＡＴＥＳ机器人；ｃ空间障碍物边界；实时无碰撞运动规划 中图分类号：ＴＩ’２４２文献标识码：Ａ Ｒｅａｌ—ＴｉｍｅＣＯＩＩｉｓｉＯｎ—ＦｒｅｅＭＯｔｉＯｎＰＩａｎｏｆ ｔｈｅＤｕａＩ—ＡｒｍＳＣＡＲＡＴＥＳＲｏｂｏｔ ＤＩＮ（；ＦＭ一‘ｉｉｎｎｇ，ＦＥＩＹｎｎ—ｑｉ【ｍｇ，ＨＡＮｗ“一ｊｕｎ，ｚＨＡＯＸｉ—ｋｎｇ （Ｒｅｓｅａｒｃｈｌｎｓｔ．ｏｆＲｏｂ。ｔｉｃｓ，Ｓｈａ“ｇｈａＩＪｉａｏｔｏ“ｇＵｎｉｖ．，Ｓｈａ“ｇｈａｉ２０００３０，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｌｒａｃｔ：Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｃ。ｎｓｔｒｕｃｔｅｄｔｈｅｄｕａｌａｒｍｒｏｂｏｔＣ—ｓｐａｃｅ。ｂｓｔａｃｌｅｂｏｕｎｄａｒｙｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｒｅａｃｈａｂｌｅｍａｎｌｆｏｌｄａｎｄｃｏｎｔａｃｔｍａｎｉｆｏｌｄ．ＡｎｄｉｔｔｈｅｎｐｒｅｓｅｎｔｅｄａｎｄｓｉｍｕｌａｔｅｄｓｕｃｃｅｓｓｆｕＵｙｔｈｅａｌｇｏｒｉｔｈｍ。ｆｔｈｅｄｕａＩａｒｍｒｏｂｏｔｒｅａｌ—ｔｉｍｅｃ。ｌｌｉｓｉｏｎｆｒｅｅｍｏｔｉｏｎｐｌａｎｂｙｔｈｅｏｂｓｔａｃｌｅｂｏｕｎｄａ’ｙｄｌｓｃｒｅｔｉ２ａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｓｅａｒｃｈｉ“ｇａｌｇｏ＾ｔｈｍ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｄｕａ卜ａｒｍＳＣＡＲＡＴＥＳｒｏｂｏｔ；Ｃ８ｐａｃｅｏｂｓｔａｃｌｅｂｏｕｎｄａｒｙ；ｒｅａｌ＋ｔｌｍｅｃ。ｌｌｉｓｉｏｎ—ｆｒｅｅｍ。ｔｉｏｎｐｌａｎ 双臂ｓｃＡＲＡＴＥｓ机器人是近几年刚刚推出的新喇装配机器人．当机器人执行任务时．两个操作臂在同一丁作空间中运动，每个操作臂均是另一操作臂的运动障碍物，两个机器人手臂都是在非结构化的环境中运动，它们之间存在着碰撞的可能．对双臂机器人无碰撞运动规划的研究，大部分集中在多机器人协调方面，每个机器人都有自己的控制器，各个操作臂之间靠另外建立的更高一级的层级控制器进行协调规划和控制”４］．如何快速有效建立双臂机器人无碰撞运动路径直接关系到双臂机器人的实际应用前景．本文针对双臂机器人解决以下问题：给定双臂机器人左、右臂末端的起始位置和终止位置，实时规划出机器人双臂无碰撞最优运动路径．１双臂机器人碰撞几何特征 图１为双臂ｓｃＡＲＡＴＥｓ机器人的结构示意图，双臂机器人左边的操作臂简称为左臂，右边的操作臂简称为右臂；图中所标的４个角为双臂机器人的构形角，它们分别满足以下参数范围：日ｎ∈［８０，１８５ｊ，口。２∈［一２５，一１５０］，靠ｌ∈Ｌ一５，１００］，靠ｚ∈［２５，１５０］．将机器人各个操作臂简化为图中所示的四边形，长度３１０ｍｍ，宽５０ｍｍ．左、右臂本体回转轴间距离卢２６０ｍｍ．图中的虚线为机器人左、右臂第】连杆的运动范围．双臂机器人碰撞发生的条件是一个手臂的末端顶点与另一个手臂连杆的部分边相碰撞． 收稿日期：２０。２ｌｌ２０ 基盒项目：国家自然科学基金（５９８７５０５０）和国家高技术研究发展计划（８６３）（８６３５１２９８２０—０４）资助项目 作者简介：丁富强（１９７３一），男?河南话阳市人，博士生，研究方向为机器人自动化装配、运莉规划．费燕琼（联系人），女．讲师．博士电话（Ｔｅｌ．）：０２ｌ一６２９３２６８６；Ｅ㈨ｌ：ｆｙｑ＠ｓＪｔｕ．ｅｄｕ．ｃｎ 汽车安全装备-预碰撞安全系统 一、预碰撞安全系统（一） 如今很多厂家都在推广一种新技术，被称作预碰撞安全系统。这套系统大致原理是通过传感器监测车辆状态，在即将碰撞前的一刻自动采取应对措施降低危险。听起来这好像是主动安全系统，其实不然，因为如果在正常行驶中预碰撞安全系统被激活，多数情况下意味着碰撞已经在所难免。另外，预碰撞安全系统不是一个独立的装置，而是众多主动和被动安全系统的集合。必要情况下ESP和安全带都会被整合进来。 pre-safe 奔驰是最早进行安全研究的汽车公司之一，因此在预碰撞安全系统方面也有很高的成就。目前著名的pre-safe预碰撞安全系统已经普及到C级、E级和S级上。 在奔驰在安全方面有两个相似的词：“pro-safe”和“pre-safe”。pro-safe代表的是“整体安全理念”，这一理念将车辆安全性分为四个阶段：首先，主动安全系统减少事故发生的概率；在第二阶段，如果检测到了危险，多项预防性措施都会降低伤害风险。事故发生时，被动安全系统为驾驶员提供保护。第四阶段包括事故后采取的进一步措施方便救援工作展开。 『夜视系统也和预碰撞安全系统集成起来』 而pre-safe系统属于整个pro-safe安全理念的第二阶段。这套系统最早出现在2003款奔驰S级上，它通过ESP 监测车辆转向角度、横向加速度和刹车力度等数据，当检测驾驶员在规避危险时，pre-safe可以预先收紧安全带，并把座椅调节到碰撞损伤最低的角度。之后的pre-safe也进行了升级，增加了微波探测器和刹车辅助，在检测即将发生碰撞时刹车系统可以自动施加最大0.4G的减速度，同时车窗自动关闭。 PCS 丰田的预碰撞安全系统称为Pre-Collision System，简称PCS。凭借在电子技术方面的优势，丰田不仅是最早将预碰撞安全系统装备在量产车上的品牌之一，而且一直都是世界领先水平。 丰田的预碰撞安全系统最早出现在2003年，装备在雷克萨斯LX和RX车型上。这套系统的传感器是装在车头的一个毫米波雷达。该雷达能自动探测前方障碍物，测算出发生碰撞的可能性。若系统判断碰撞的可能性很大，则会发出警报声，提示驾驶员规避。此时其他主动安全设备也将被整合起来，刹车辅助（BA）会进入准备状态，协助驾驶员给车辆制动。 『车头隐藏着雷达探测器』 经历了几年的发展，丰田的PCS也进行了一定的改进。一部分车型在微波雷达的基础上还增加了摄像机，使得系统的灵敏度进一步提高。如今该系统主要由4个系统组成：预碰撞座椅安全带、预碰撞制动、预碰撞辅助制动和悬架控制。制动系统已经可以实现即使驾驶员还没踩刹车踏板，刹车系统便可以施加一部分制动力。而悬架控制系统可以抑制车辆在全力刹车时的点头现象。 在国内市场上，PCS系统装备在雷克萨斯GS460，LS460L尊贵加长版,LS600hL和RX350尊贵版上。 CWAB 沃尔沃一向以安全著称，在预碰撞安全系统方面自然不会少。这套系统称为CWAB，翻译成中文为碰撞警告和自动制动系统。这套系统最早运用在2006年的沃尔沃S80轿车上，当时这套系统被称作“Collision Warning with Brake Support”，并不带自动制动的功能。它的工作原理是通过车头部的雷达监测前方交通状况。如果有发生碰撞的危险，前风挡玻璃上会投射出警示信号，提示驾驶员立即制动，同时刹车卡钳会推动刹车片接近刹车盘，但并不会施加制动力，而是为驾驶员的刹车动作提供最快的反应速度。 2007年这套系统进行了升级，成为了现在所说的“Collision Warning with Brake Assist”按理说应缩写成“CWBA”，但VOLVO官方缩写为“CWAB”。这套系统与之前系统的差别在于增加了自动刹车的功能，也就是当驾驶员对警示没有反应时，系统检测到与前车的碰撞已经在所难免，这时车辆会自动实施制动。最终的效果是，车辆会以一个相对较低的速度与前车发生碰撞。 『前风挡探测器』 『警示信号灯』 汽车碰撞模拟分析流程-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII ANSYS 汽车碰撞分析流程Flow Chart of Auto Impact Analysis Prepared By 史志远 Date: Nov.1, 2004 汽车碰撞模拟分析流程 一、碰撞安全性试验介绍： 在汽车模拟分析的过程中，提高汽车碰撞安全性的目的是在汽车发生碰撞时确保乘员生存空间、缓和冲击、防止发生火灾等等。但是从碰撞事故分析中可知，汽车碰撞事故的形态也千差万别，所以对汽车碰撞安全性能的评价也必须针对不同的碰撞形态来进行。按事故统计结果，汽车碰撞事故主要可分为正面碰撞、侧面碰撞、追尾碰撞和翻车等几种类型。但随着公路条件的改善，正面碰撞和侧面碰撞形态成了交通事故中最常见的碰撞形式。 按照碰撞试验的目的区分，现在碰撞试验大体可以分为三类： 1)由政府法规要求的强制性试验：例如FMVSS208、ECE R94法规规定的正面碰撞试 验，FMVSS214、ECE R95法规规定的侧面碰撞试验等等； 2)由汽车制造厂自己制定的碰撞试验方法：例如用于提出改善汽车碰撞安全性的新 措施等等； 3)为消费者提供信息的试验：例如美国、欧洲等国家实施的新车评价程序 （NCAP）, 汽车安全法规中规定了达到政府规定的最低安全性能要求，NCAP以 更高的车速进行正面碰撞试验，以展示汽车产品的碰撞安全性能。 由于法规试验是政府强制实施的，所以，汽车碰撞试验法规是人们关注的热点。下表列出了一些美国FMVSS, 欧洲ECE的汽车被动安全性法规的试验项目。 表一 FMVSS 与 ECE 的一些汽车安全性法规 汽车碰撞损伤鉴定评估 在一些交通事故中，除了车身板件和塑料件常出现损伤外，发动机、传动系、转向系、悬架、制动系、空调、冷却系等机械零部件也常发生机械损伤。 动力转动系统 动力转动系统一般分为前轮驱动式和后轮驱动式两种。碰撞时，两种动力转动系统的损伤是不一样的。下面以前轮驱动式动力传动系统为例，说明其碰撞损伤评估。 发动机; 前轮驱动汽车安装横置发动机，一般分为直列4缸、V型6缸或V型8缸。 碰撞可能对发动机内部零件造成破坏。如果横置发动机汽车在保险杠以上遭受严重碰撞，则可能造成气缸盖和顶置凸轮轴损坏。在碰撞中可能会损坏发动机带轮、传动带、发动机支座、正时罩盖、油底壳和空气滤清器等外部零件。 曲轴带轮通过传动带将能量传递给其他辅助设备，例如，空调压缩机、动力转向泵以及水泵。发动机支座将发动机固定在一个特定的位置上并且有效进行隔振。支座通常位于发动机的左侧、右侧和前侧。一些发动机在后侧也设有支座。正时罩盖保护正时齿轮或正齿形传动带。油底壳是容纳发动机润滑油的一个沉淀槽。空气滤清器的作用是净化吸入发动机的空气。 对于侧面碰撞，下纵梁有足够的移动量而使带轮弯曲，然后在反弹回原位。当检查损坏时，应该知道即使在纵梁和带轮之间有间隙，带轮也可能已损坏。最好在发动机启动时，观察带轮是否摆动c已损坏的带轮不能修复，必须予以更换。如果带轮已损坏，则水泵或者空调压缩机或者任何附在带轮上的零件都有可能已损坏。检查零部件是否正常工作以及是否泄漏。应该注意在评估时评估损坏的可能性。应检查传动带是否有撕裂现象。 发动机支座可能在正面或侧面碰撞中遭受严重的损坏。在碰撞中下纵梁和散热器支架以及附在其上面的任何零件都可发生易位。发动机支座经常以这种方式弯曲。观察支座、发动机以及纵梁的位置。通常，支座与发动机和纵梁以直角方式链接。除了直角以外，任何角度均表示发动机或纵梁发生了位移。通常要对纵梁进行修理使其恢复到适当的角度。如果支座变形，也应该予以更换。支座在严重碰撞中会产生破碎现象。应该在举升发动机后，在对支座进行检查。如果发动机上移，则表明支座可能已破损。为了检查自动变速器汽车的发动机支座是否损坏，应起动发动机，踩下制动踏板，并使汽车处于驱动状态;不松开制动器，但是轻轻地踏下加速踏板。如果发动机弹起，则表明支座可能已损坏，应更换破碎或者弯曲的发动机支座。 如果正时罩盖或油底壳是冲压薄板材料制作的，并存在轻微碰痕，可以将其拆卸下来进行修理并对表面抛光。已损坏的正时罩盖或油底壳由铸铁或铸铝以及薄金属板材制成，如果已严重损坏，则应该予以更换。空气滤清器时常固定在散热器支架的后边。正面或侧面碰撞 汽车碰撞模拟实验台设计 1 绪论 1.1 课题来源与国内外现状 随着科技的进步、经济的发展、人民生活水平的不断提高，汽车己经成为人们学习、工作、生活中不可缺少的代步工具，对人们的生活、生产产生了深刻的影响。作为一种便捷的现代化交通工具，汽车在给人们带来极大便利的同时，也因其造成的交通事故给人类的生命和财产安全带来了严重威胁。随着全球汽车保有量的不断增加，交通事故也随之增加，交通事故己经成为全球范围内的一大社会问题。 这是一组让人膛目结舌的数字。美国的汽车保有量为1.3亿辆，每年道路交通死亡4万人左右；日本的汽车保有量近8000万辆，每年道路交通死亡1.1万人，去年降到8000人。中国的汽车保有量是3000万辆，每年道路交通死亡近11万人，单车事故率相当于美国的近13倍，日本的近40倍。除去交通状况等客观因素，一个不可回避的原因就是中国汽车安全系数低，我国交通事故的严重程度由此可想而知。随着我国道路交通状况的不断改善，我国汽车的保有量不断增加，车速也逐渐提高，交通事故总量和所造成的人员伤亡与财产损失近年来也呈上升趋势。加强道路交通系统和汽车安全的研究，预防交通事故，是需要全社会共同关注和迫切改善的重要课题[1-2]。 汽车安全性问题与汽车的各种性能等直接或间接有关，对其研究最初是与提高汽车的整车性能的研究交织在一起的。随着二战后汽车工业的持续发展，到60年代中期，西方发达国家中汽车的保有量和汽车的动力性能有了明显的提高，公路上的车流密度和车流速度己达到了一个空前高的水平，汽车事故发生率空前高涨，汽车安全性受到了公众和政府部门的高度重视。从这一时期开始，各国相继制定或修订了安全法规，如美国的汽车安全标准FMVSS等[3]。在这些法规的制约下，以及为了提高汽车产品的竞争力，各大汽车制造商和一些研究机构开展了汽车安全性的专门研究。汽车安全性研究逐渐从汽车技术研究的其他领域分离出来形成了一个独立的分支。 1.2 汽车安全性的种类 汽车安全性可划分为主动安全性和被动安全性[4-5]。被动安全性是指汽车发生不可避免的交通事故后，能够对车内乘员或车外行人进行保护，以免发生伤害或使伤害减低到最低程度的性能。目前，汽车被动安全性研究内容包括车身结构抗撞性研究、碰撞生物力学研究以及乘员约束系统及安全驾驶室内饰组件的开发研究这三个方面。 RealFlow 碰撞边界优化教程 直线网https://www.wendangku.net/doc/e515641622.html, 首先还是得说一下解算的问题，不知道是不是因为0.131的更新之前解算帧数不认初始化的问题貌似解决了。初始化完了以后可以正常解算了。 然后就来说一下realflow的碰撞边界的问题了看图 转成MESH看起来会明显一些 我们刚上手reaflow会遇到的问题，而且大家应该都会遇到，上图就是我说的碰撞边界，这个问题也是折磨了我许久的时间，之前没有办法来解决这个问题，后来项目做完了后，回头来看，琢磨琢磨，看了看帮助实验了一下得出了解决办法： 图片里显示的就是在解算的时候，粒子与水面碰撞的时候会产生一个间隙，尤其是粒子少的时候，这个问题尤为明显，怎么解决呢看图 realflow在这里有一个显示Display Volume方便我们来观察这个碰撞的范围： surface offset 0 surface offset -0.5 这个由红到绿的显示就是物体与domain的交互范围用于碰撞检测，这个渐变色的就是影响的范围。 然后我们看模型的卷展览里面有一个RealFlow的碰撞边界的问题红框标出的选项这里就是控制交互范围的设置数值越大物体与模型之间的间隙也就越大，我估计有的时候适当提高可以解决复杂模型的碰撞问题，还没有试过（有待验证）！ 我们适当减少了surface offset这个值为-0.5我这里就是一个测试（根据场景不同来调整） surface offset -0.5 surface offset 0 可以明显的看到边界调整为-0.5粒子与模型的间隙减少了（我这里打的稍微多了点，粒子有点穿进去了-0.3 —— -0.4应该差不多） 还希望大家多多交流，或者有什么反馈的，大家发上来一起解决 直线网https://www.wendangku.net/doc/e515641622.html, ANSYS 汽车碰撞分析流程Flow Chart of Auto Impact Analysis Prepared By 史志远 Date: Nov.1, 2004 汽车碰撞模拟分析流程 一、碰撞安全性试验介绍： 在汽车模拟分析的过程中，提高汽车碰撞安全性的目的是在汽车发生碰撞时确保乘员生存空间、缓和冲击、防止发生火灾等等。但是从碰撞事故分析中可知，汽车碰撞事故的形态也千差万别，所以对汽车碰撞安全性能的评价也必须针对不同的碰撞形态来进行。按事故统计结果，汽车碰撞事故主要可分为正面碰撞、侧面碰撞、追尾碰撞和翻车等几种类型。但随着公路条件的改善，正面碰撞和侧面碰撞形态成了交通事故中最常见的碰撞形式。 按照碰撞试验的目的区分，现在碰撞试验大体可以分为三类： 1)由政府法规要求的强制性试验：例如FMVSS208、ECE R94法规规定的正面碰撞 试验，FMVSS214、ECE R95法规规定的侧面碰撞试验等等； 2)由汽车制造厂自己制定的碰撞试验方法：例如用于提出改善汽车碰撞安全性的新 措施等等； 3)为消费者提供信息的试验：例如美国、欧洲等国家实施的新车评价程序（NCAP）, 汽车安全法规中规定了达到政府规定的最低安全性能要求，NCAP以更高的车速 进行正面碰撞试验，以展示汽车产品的碰撞安全性能。 由于法规试验是政府强制实施的，所以，汽车碰撞试验法规是人们关注的热点。下表列出了一些美国FMVSS, 欧洲ECE的汽车被动安全性法规的试验项目。 二、人体伤害评价指标： 在碰撞试验或碰撞模拟分析的过程中，都使用了标准的碰撞试验假人，通过测量假人的响应计算出伤害的指标，用于定量的评价整车及安全部件的保护效能。 1) Hybrid III假人家族的伤害评价基准值： 下表列出了正面碰撞试验用的Hybrid III假人家族的伤害评价基准值。Hybrid III第50百分位男性假人是目前生物保真性最好的正面碰撞试验假人，另外，为了评价汽车对不同身材乘员的安全保护性能，按比例方法开发了第95百分位男性的大身材假人和第5百分位女性的小身材假人。 2)侧面碰撞假人的伤害评价基准值： 下表所示为目前使用的用于侧面碰撞用的假人SID, EuroSID-1的伤害评价基准值： 车辆防碰撞系统 随着现在人们生活水平的提高，汽车可以说是我们做常用的交通工具，越来越多的人拥有汽车，对于汽车的性能与配备也是越来越先进，智能车辆成为了现在人们研究的热点，在交通拥挤，技术发展的背景下，将各种先进技术运用到汽车工程中，减少交通事故，提高运输效率，减轻驾驶员的劳动负荷的思想就应运而生，从而产生了智能车辆系统。 车辆的增多使得交通事故频频发生，全球每年由交通事故造成的人员和财产损失的数目是惊人的，因此，车辆安全问题已引起人们的高度重视。对大量交通事故的分析表明，80%以上的车祸是由于驾驶员反应不及时引起的，超过65%的车辆相撞属于追尾相撞，其余则属于侧面相撞和正面相撞。有关研究表明，若驾驶员能够提早1s意识到有事故危险并采取相应的措施，则90%的追尾事故和60%的正面碰撞事故都可以避免。为了减少交通事故，个人在车载系统的功能将得到改善。最起码的信息和预警系统，已经在市场上出现的，而驾驶辅助和自动化技术在地平线上的进一步定位。在驾驶员信息系统的关键技术挑战是降低生产成本，同时提供动态的路线引导能力。例如，目前大多数系统提供基于“静态”地图交通的考虑，不论路由。动态路径诱导系统基础上，当时的“实时”条件下的巷道，如事故或施工造成的瓶颈的位置，可确定最佳路线。防撞系统开发技术的主要挑战是降低成本的同时，也提高了感应功能，以提高准确性和可靠性。自动车将共享许多防撞系统的传感元件，还必须具备的情报，可以不断地评估不断变化的环境和驾驶环境的情况下。 汽车发生碰撞的主要原因是由于汽车距其前方物体（如汽车、行人或其他障碍物）的距离与汽车本身的车速不相称造成的，即距离近而相对速度又太高。为了防止汽车与前方物体发生碰撞，汽车的车速就要根据与前方物体的距离变化由执行机构进行控制，使汽车始终在安全车速下行驶。这样就会大大提高汽车行驶的安全性，减少车祸的发生。 发展汽车防撞技术，对提高汽车智能化水平有重要意义。据统计，危险境况时，如果能给驾驶员半秒钟的预处理时间，则可分别减少追尾事故的30%，路面相关事故的50%，迎面撞车事故的60%; 1秒钟的预警时间可防止90%的追尾碰撞和60%的迎头碰撞。理论上，汽车防撞装置可在任何天气、任何车速状态下探测出将要发生的危险情况并及时提醒司机及早采取措施或自动紧急制动，避免严重事故发生。汽车防撞装置是借助于遥测技术监视汽车前方和后方的车辆、障碍物，并根据当时的车速自动判断是否达到危险距离，及时向司机发出警告，必要时还可进行自动关车、自动紧急刹车。 德国和法国等欧洲国家也对毫米波雷达技术进行了研究，特别是奔驰、宝马等著名汽车生产厂商，其采用的雷达为调频毫米波雷达（Frequency Modulation Continuous Wave）,频段选择76~77GHz。如奔驰汽车公司和英国劳伦斯电子公司联合研制的汽车防撞报警系统，探测距离为150米，当测得的实际车间距离小于安全车间距离时，发出声光报警信号。该系统已经得到应用。 １绪论 １．１课题来源与国内外现状 随着科技的进步、经济的发展、人民生活水平的不断提高,汽车己经成为人们学习、工作、生活中不可缺少的代步工具,对人们的生活、生产产生了深刻的影响。作为一种便捷的现代化交通工具,汽车在给人们带来极大便利的同时,也因其造成的交通事故给人类的生命和财产安全带来了严重威胁。随着全球汽车保有量的不断增加，交通事故也随之增加,交通事故己经成为全球范围内的一大社会问题。 这是一组让人膛目结舌的数字。美国的汽车保有量为１.３亿辆，每年道路交通死亡4万人左右；日本的汽车保有量近8000万辆,每年道路交通死亡1.1万人，去年降到8000人。中国的汽车保有量是3０00万辆,每年道路交通死亡近11万人，单车事故率相当于美国的近13倍,日本的近40倍。除去交通状况等客观因素，一个不可回避的原因就是中国汽车安全系数低，我国交通事故的严重程度由此可想而知。随着我国道路交通状况的不断改善,我国汽车的保有量不断增加,车速也逐渐提高，交通事故总量和所造成的人员伤亡与财产损失近年来也呈上升趋势。加强道路交通系统和汽车安全的研究，预防交通事故,是需要全社会共同关注和迫切改善的重要课题[1-２]。 汽车安全性问题与汽车的各种性能等直接或间接有关,对其研究最初是与提高汽车的整车性能的研究交织在一起的。随着二战后汽车工业的持续发展,到60年代中期,西方发达国家中汽车的保有量和汽车的动力性能有了明显的提高,公路上的车流密度和车流速度己达到了一个空前高的水平，汽车事故发生率空前高涨,汽车安全性受到了公众和政府部门的高度重视。从这一时期开始，各国相继制定或修订了安全法规,如美国的汽车安全标准FMＶSＳ等[３］。在这些法规的制约下,以及为了提高汽车产品的竞争力,各大汽车制造商和一些研究机构开展了汽车安全性的专门研究。汽车安全性研究逐渐从汽车技术研究的其他领域分离出来形成了一个独立的分支。 1.2 汽车安全性的种类 汽车安全性可划分为主动安全性和被动安全性[4－5]。被动安全性是指汽车发生不可避免的交通事故后,能够对车内乘员或车外行人进行保护，以免发生伤害或使伤害减低到最低程度的性能。目前，汽车被动安全性研究内容包括车身结构抗撞性研究、碰撞生物力学研究以及乘员约束系统及安全驾驶室内饰组件的开发研究这三个方面。 汽车被动安全性研究方法包括试验研究和计算机仿真研究两种[6]。汽车被动安全 碰撞检查管理系统 目 录 一、系统功能 (3) 1. 自动碰撞检查 (3) 2. 碰撞分类管理 (4) 3. 图文报表生成 (5) 二、系统需求 (5) 三、系统特点 (5) 系统简介 本系统是一套PDMS环境下自动检查碰撞并进行分类汇总及状态标识的工具，改变了传统碰撞检查功能单一，结果不易保存，筛选碰撞困难，报表杂乱的软件局限性。从而使碰撞检查做到高效、直观、管理方便，大幅度提高检查效率和质量。可进一步强化设计院的三维设计优势，提高设计质量和效率，增强在市场环境下的竞争力。 一、 系统功能 1. 自动碰撞检查 1.1对全部或某层次下的实体进行碰撞检查并将碰撞结果进行保存(下次加载无须再次进行检查)，如果模型有改动，可针对改动部分再次进行碰撞检查，如果遇到某个碰撞上次已经检测过，那么只是更新此碰撞的碰撞类型(数据库中不增加记录)，如HH -> HS；如果检测到有新的碰撞则数据库中增加相应记录(判断是否是新的碰撞的原则是:两个实体的名字不存在同一条碰撞记录中) 2. 碰撞分类管理 2.1可根据碰撞类型(HH,HI,HS,II,IS,SS等)、碰撞种类(设备-设备，设备-管道，支架-管道等)、碰撞所属SITE进行分类筛选、查询，归类处理； 2.2可将某些碰撞或所有列表中的碰撞进行状态改变，分四种状态(未处理碰撞、可忽略碰撞、待处理碰撞、已处理碰撞)，其中从未处理碰撞到已处理碰撞须要重新检查选中的碰撞或一次运行检查程序处理列表中所有碰撞。其它碰撞均为状态改变，可从一种状态变到任意一种状态。 2.3快速定位碰撞功能，即点中碰撞列表中的碰撞即以最佳角度在设计模块显示碰撞的两个实体，以便于快速翻阅。 细说乘用车碰撞试验 文/图景升 随着汽车数量的增加和行驶速度的不断提高，行车安全越来越重要。 而在所有汽车事故当中，与碰撞有关的事故占90％以上。汽车碰撞是不 可避免的，那么如何减少碰撞时对人员的伤害？世界各国都在研究制定 日趋严格的碰撞试验方法和标准。 相信大多数的读者都没有见过车辆的碰撞试验，对国内目前乘用车 所做的碰撞试验种类以及试验方法也缺乏了解。为了能让大家全面、细 致、直观地了解关于乘用车碰撞试验方面的知识，笔者深入碰撞试验的 第一线，在国家轿车质量监督检验中心碰撞实验室同事的帮助下，将目 前国内所做的所有乘用车碰撞试验总结整理出来，与大家共赏。 “乘用车正面碰撞的乘员保护”是目前国内在汽车碰撞方面惟一强制实施的标准，所有车辆都必须通过此项试验。自2006年7月1日开始又有两项碰撞标准将实施，分别是：“汽车侧面碰撞的乘员保护”和“乘用车后碰撞燃油系统安全要求”。另外，还有一项推荐性标准是“乘用车正面偏置碰撞的乘员保护”，3、5年后很可能也会被纳入国标当中。除此之外，还有四项碰撞试验偶尔也会做，不过都是厂方的行为，主要是作为安全带和安全气囊的匹配试验和车辆研发阶段的性能试验。 对于以上八项碰撞试验，本文都将从国内外情况、试验方法和考核指标三方面进行详细地介绍。100％重叠正面碰撞 美国和日本都比较注重100％重叠刚性固定壁障的碰撞试验，美国的碰撞速度是56km/h，日本的碰撞速度是55km/h，两者相差不多，并且都采用了40％的偏置碰撞作为补充。我国目前惟一施行的强制性检验项目便是100％重叠刚性固定壁障的碰撞试验，试验速度为48～50km/h。欧洲在碰撞试验方面比较注重对事故形态的模拟，而完全发生正面100％重叠的碰撞事故并不多见，所以欧洲并没有强制实施100％重叠的正面碰撞试验，相反，对40％重叠的偏置碰撞要求相当严格。 试验方法看起来比较简单，只要保证试验车辆以一定的速度撞击壁障便可以了（厂方可以要求以高于国标的速度撞击，只要检测指标满足要求，同样认为该车合格；厂方也可以要求以更低的速度撞击，不过只能作为安全带和安全气囊的匹配试验），不过对试验场地和设施的要求非常严格，试验车辆的准备工作也非常严谨复杂。首先，试验场地应足够大，以容纳跑道、壁障等试验设施，并且必须保证壁障前至少5m 的跑道水平光滑。其次，作为主要试验设施的刚性碰撞壁障，其实就是一个钢筋混凝土制成的水泥墩子，其长、宽、高和总质量都有明确规定：前部宽度不小于3m，高度不小于1.5m，厚度应保证其质量不低于70吨。刚性壁障的前表面必须平整并且与地面垂直，就像一面墙一样， 并要覆以2cm厚的胶合板。其它设施如灯光、高速摄像机等也有相当 严格的要求。 车辆准备是一项非常细腻并且十分重要的工作，首先试验车辆应 能反映出该系列产品的特征，应包括正常安装的所有装备，并处于正 常运行状态，一些零部件可以被等质量代替，但不得对测量结果造成 影响。其次，试验车辆质量应是整备质量，燃油箱应注入90％油箱容 积的水，所有其它系统（制动系、冷却系等）应排空，排除液体的质量应予以补偿。最后，对乘员舱进行相当严格的调整：转向盘应处于中间位置，在加速过程结束时，转向盘处于自由状态，且处于制造厂规定的车辆直线行驶时的位置；车窗玻璃应处于关闭位置，为便于测量，经厂商同意，车窗玻璃也可以打开， 碰撞损伤范围的确定 一、 常见的损伤部位 在大多情况下，因碰撞而损伤的部件都伴随有结构变形或断裂的迹象。在进行直观检查时，检查人员应站在汽车后部观察整个汽车，以评估碰撞的方向和尺寸（即 汽车遭受碰撞的部位）；评估碰撞能力是如何传递的，并确认损伤部位。也就是说，检查人员应全面调查整车有无扭曲、弯曲、歪斜等损伤。然后观察各部件并确定其有无损伤，以及哪些损伤是由碰撞引起的。 汽车上很多部件的损伤是因碰撞力的传递而引起的，这些损伤表现在车身的一定部位，这是由于碰撞力的传递特性，表现为在车身坚固部位易于通过，并在末端呈现构件断裂。然后深入传递给车向部件。因此，在进行损失检查时，必须沿碰撞力的传递路线，即沿车身断裂构件或应力最大部位的路径进行检查，即按一定次序从一个位置到另一个位置，逐个证实应力的存在，以及车身各构件连接部位是否出现错位、断裂和漆膜的剥落，常见的损伤部位（如图2-24所示）。 由图2-24可见，车身构件易损伤的部位为：部件横断面发生突然变形的部位，以及部件已出现破裂或缺损的部位；加强筋或修补有缺口的部位；部件与部 件的连接部位等。车身构件的角部和端部也容易出现损伤。 当检查碰撞损伤传递给车架构件时，例如边梁，其损伤位置是易于确定的，它通常在凹入的一面，因为它损伤后的形状是凹痕或弯折，而其相对一边的边梁则呈现凸出变形。 车身的设计应保证其遭到碰撞时，其碰撞能量能沿着预定的路径传递，即能量从开始的碰撞点，经过车身构件传递，直至全部冲撞能量被吸收或消耗，（如图2-25所示）。因此，出现损伤迹象的部件，通常是非常靠近碰撞点的，因为撞击能量传递时，已逐步被消耗或吸收，其能量是逐渐减少的。 1、检查部件间的间隙与配合 各个车门部件使用铰链安装在车门立柱上的，为了确定车门立柱是否损伤，可采用关闭和开启车门的简单方法，来观察车门位置是否正确，（如图2-26所示）在前端碰撞事故中，重要的是检查后门与摇臂板之间的间隙和水平差异，另一方 员侧的车门，由于开关十分频繁。当车身因挠度影响而被抬起时，与之配合的车门亦会受到影响，需要对其进行仔细的检查。 2、惯性引起损伤的检查 在有些情况下，由于部件的质量较大，例如发动机安装在橡皮支承垫上，当车辆遭碰撞时，由于惯性会产生强大的习惯力，而且是按其背部原来位置的轨迹移动的。因此，应对固定或悬置的部件和钣件损伤进行检查，对于具有非承载式车身的轿车，其车身是通过橡胶支承垫固定在车架上的，当汽车遭到强烈碰撞时，通常车身和车架会移位，使车身的支承垫损伤。 汽车碰撞时，车内乘员和行李因惯性可能引起车身产生两次损伤。这种损伤取决于乘员的位置和碰撞的严重程度。损伤频率较高的部件是仪表板、方向盘、转向柱和座椅靠背。行李舱中的行李，在惯性力作用下可能损伤车身后部翼板。 3、承载式车身的检查段汽车碰撞模拟实验台设计
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