点击:0 | 回复:439 奇瑞A3论坛 >  关于汽车防撞梁、车重的最精辟比喻 & 理论支持!!!
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发表于 2011-10-11 12:03:40

关于汽车防撞梁、车重的最精辟比喻 & 理论支持!!!

 

有人说,防撞梁无用。那我问你,古代打仗的时候,是那些穿普通衣服的士兵死得多,还是那些拿着盾牌、头戴钢盔、身穿铁甲的士兵死得多呢???

比喻得够清楚了吧??!!

还有,你可以拿这个问题去问那些 一字不识的老农,恐怕他们也会给出正确结论吧。



明白以上道理,就不用看下面的比喻了!

=====================================

关于汽车防撞梁的最精辟比喻!!!

没有防撞梁的汽车相当于纸箱,有防撞梁的汽车相当于木箱;
箱子里的海绵相当于汽车的安全带和气囊;
箱子里的鸡蛋相当于汽车里的人!!


====================分界线===================================

理论基础完全弹性碰撞理论 和 动量守恒定律



(一)假设木箱和纸箱的体积相同,木箱的重量是纸箱的1.5倍。

①如果 箱子里没有海绵,那么保证纸箱里的鸡蛋的最高运行速度是5m/s(仅仅是假设,具体是多少没有实验考证)
(按弹性碰撞理论,也即相当于安全碰撞速度为10m/s,下面不再赘述),而保证木箱里的鸡蛋的最高运行速度只有2m/s(仅仅是假设,具体是多少没有实验考证,但肯定比前面的5m/s要小,下同)(即相当于安全碰撞速度4m/s);

②如果 箱子里有海绵,那么保证纸箱里的鸡蛋的最高运行速度是10m/s
(即相当于安全碰撞速度20m/s),而保证木箱里的鸡蛋的最高运行速度则达到了20m/s(即相当于安全碰撞速度40m/s)!

如果纸箱和木箱同样以10m/s的速度正面碰撞,根据动量定理(见第一楼说明),纸箱的速度改变量为24m/s(也即相当于碰撞速度为24m/s,下面不再赘述),里面的鸡蛋将会破碎;而木箱的碰撞速度为16m/s,里面的鸡蛋将完好无损!

(二)同样道理,假设有防撞梁的较重的车的重量是无防撞梁的较轻的车的1.5倍。

因为现在的小车里基本上都有安全带和气囊,无防撞梁的较轻的小车的最高安全运行时速是60km/h
(即相当于安全碰撞速度120km/h),有防撞梁的较重的小车的最高安全运行时速是80km/h(即相当于安全碰撞速度160km/h)

如果轻车和重车同样以60km/h的速度正面碰撞,根据动量定理,轻车的碰撞速度为144km/h
(即大于安全碰撞速度120km/h),里面的人将完全不再安全;而重车的碰撞速度为96km/h,里面的人将非常安全!

如果重车以120km/h的速度碰撞静止的轻车,根据动量定理,轻车的碰撞速度为144km/h,里面的人将很不安全;而重车的速度由120变为24,即碰撞速度为96km/h,里面的人将依然比较安全!  例如,北京的英飞迪尼车祸!!  http://club.autohome.com.cn/bbs/thread-c-2045-6797531-1.html



下面给出三个案例对比: 【画面可能会使您不舒服,但这是学术研究,请勿少见多怪!】

案例一:有无防撞梁撞树
①无防撞梁撞树


Fit倒车!

②有防撞梁撞树

海南第一辆奇瑞A3事故车车祸实况 触目惊心 超多图图喔


案例二:
①一辆重车与一辆轻车相撞



②一个是相向与大货车PK,一个是同向与大客车PK;


案例三:

    一个以时速100以上PK护栏,一个以时速115左右PK护栏,一个以时速100左右PK护栏!

① 第一个是以时速100以上PK护栏:  http://club.autohome.com.cn/bbs/thread-c-530-12606137-1.html

 


②第二个是以时速115 PK护栏:  http://club.autohome.com.cn/bbs/thread-c-797-8091478-1.html

 


③第三个是以时速100左右PK护栏!

场面有点血腥(做了一点马赛克),一家6口啊!!  天杀的奸 商啊!!



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发表于 2011-10-11 12:06:18

根据动量守恒和动能守恒定律
baike.baidu.com/view/29485.htm
//wenku.baidu.com/view/f56ba06aa45177232f60a241.html


例:

①两车同时以 60KM/h 正面碰撞时,设定重车行驶方向为正

列出方程组如下

M重*60-M轻*60=M重*V重+M轻*V轻

M重*60^2+M轻*60^2=M重*V重^2+M轻*V轻^2

解得  V重=-36(代表跟重车的原速方向相反),  V轻=84(代表跟轻车的原速方向相反)

即 重车的碰撞速度为 60+36=96,轻车的碰撞速度为60+84=144 !


重车以 120KM/h 碰撞静止的轻车时

V= 2×M/M+M重)*120=144;
V
=M-M轻)/M+M重)*120=24

即 重车的碰撞速度为 144,轻车的碰撞速度为120-24=96


……

 

以上是纯弹性碰撞理论计算的结果,跟实际的碰撞结果数据会有点偏差,但还是很有指导意义的!

 

 

_____________________________________________________________________________

 

其实,根本不用上面那么复杂的,  光是看看这个图,就知道,后防撞钢粱有多重要了!

图片已删除


 

========================================================================================


网上找的另一个网友写的帖子,给大家作为参考,呵呵



从鸡蛋的碰撞来看汽车的碰撞安全问题

 

吸能对于车车碰撞是致命的,现在的车祸车车碰占80%以上,碰树撞墙掉悬崖毕竟只是少数,转一篇帖子吧

当前汽车的碰撞实验的一个陷阱就是:不同车型都是对着质量和强度都是无限大的被撞物冲击。然后以此作为证据,来证明自己汽车的安全性其实是差不多的,这是极端错误的。

举个例子:拿鸡蛋对着锅台碰,你可以发现所有的鸡蛋碎了,而且都碎得差不多,于是可以得出鸡蛋的安全性都差不多。可是你拿两个鸡蛋对碰呢,结果是一边损坏一半吗?

错!你会发现,一定只有一个鸡蛋碎了,同时另一个完好无损!

问题出现了:为什么对着锅台碰都差不多,但是鸡蛋之间对碰却永远只有一个碎了?这个实验结果与汽车碰撞有关系吗?

原因就在于:当结构开始溃败时,刚度会急剧降低。让我们仔细看一下鸡蛋碰撞的过程吧!1,两个鸡蛋开始碰撞一瞬间,结构都是完好的,刚性都是最大;2,随着碰撞的继续,力量越来越大,于是其中一个刚性较弱的结构开始溃败;3,不幸发生了,开始溃败的结构刚度急剧降低,于是,开始溃败就意味着它永远溃败,于是所有的能量都被先溃败的一只鸡蛋吸走了。

我们在看看汽车之间的碰撞吧(撞锅台,大家的结果当然都一样!)。1,开始,两车的结构都是完好的,都在以刚性对刚性;2,随着碰撞的继续,力量越来越大,于是刚性较弱的A车的结构开始溃败,大家熟知的碰撞吸能区开始工作;3,不幸再次发生,因为结构变形,A车的结构刚度反而更急剧降低,于是开始不停的“变形、吸能”;4,在A车的吸能区溃缩到刚性的驾驶仓结构之前,另一车的主要结构保持刚性,吸能区不工作。

结论:两车对碰,其中一个刚度较低的,吸能区结构将先溃败并导致刚度降低,最终将承受所有形变,并吸收绝大部分的碰撞能量。

这就是为什么你总可以看到,两车碰撞时,往往一车的结构几乎完好无损,另一车已经是稀哩哗啦拖去大修!

回到最近一个一直很热的话题:钢板的厚度对安全性有影响吗?答案不仅是肯定的,而且大得超出你的想象:钢板薄20%不是意味着安全性下降20%或者损失增大20%, 而是意味着你的吸能区将先对手而工作,并将持续工作到被更硬的东西顶住(可能是你的驾驶舱), 并承担几乎全部的碰撞形变损失!

总结:在车与车的碰撞中,输家通吃。所以一个拿汽车的刚度开玩笑的车厂,它根本不在乎你的生命。

你永远不能在碰撞实验中看到,不同车型之间的碰撞。因为哪怕就弱那么一点,结果就是零和一的区别!太惨了!看到就没人买了!

附:一些特殊例子的解释:

一,轻微碰撞,两车的车灯都碎了。解释:强度高的车灯先碰碎了强度低的车灯,但是在继续的过程中,被后面强度更高的金属杠撞碎。所以在碰撞的瞬间,还是只有一个破碎!

二,中等碰撞,B车防撞杠有轻微痕迹,A车严重变形。解释:塑胶防撞杠弹性大,所以实际上两车的吸能区的前杠直接隔着杠相抵。强度高的那个吸能区不变形,强度低的那个吸能区变形后,导致较严重的严重损坏。

三,猛烈碰撞,两车的吸能区都溃败了。解释:1,刚度低的A车吸能区先溃败退缩,一直到被刚性很强的驾驶舱结构抵住。2,如果还有能量,B车车头吸能区不敌A车驾驶舱,也开始溃败吸能。3,最后如果还有能量,两车驾驶仓结构直接碰撞。聪明的你应该可以看出,刚度高的B车驾驶员在缓冲两次后才发生驾驶舱的直接碰撞,你希望是在那个车里面!

四,吸能区的结构复杂多了,哪是鸡蛋可以比的。解释:结构的完整性是刚度的最重要保证。越复杂的结构一旦开始溃散,刚性消失的越快。

这就是为什么日本车和欧洲车碰撞的时候,日本车就是个移动的guancai……

补充一些:

知道吗,其实在两车相撞时,你自己才是最大的杀手,或者说是你自己的惯性将你撞散的。
举个极端的例子,2个同样大小的球体,一个是石头另一个是木头制成,在迎面向碰时,碰撞的结果是木质球向相反的方向运动,而石质球则保持原先的轨迹,但减速运动,同时根据物理公式可以得到以下结论:
1、两球碰撞初期有各自的速度,但相对速度是相同的,从矢量上来看方向相反。
2、在碰撞的瞬间,相互传递各自的能量。
3、碰撞结束后,根据能量守恒定律,除了产生的热量外,全部转化成各自的动能,其结果是木球反向运动,速度上如不考虑方向,大于原先木质球自身的速度,而小于两球的相对速度;石球则保持原来运动方向,速度小于原石球自身速度。
从上面的例子(虽然是弹性正碰,但也足以说明问题)可以看出,两个物体相撞,质量大的物体更能够保持自有的惯性,从直观上形容,就是质量小的做的是调头运动,质量大的做的是减速运动,这一点很重要,实际上在车体碰撞时,我们是被自己的惯性撞伤的,而撞击的力量只与本人的体重和当时的撞击加速度有关,这里的加速度是负值,从以上的例子可以看出,大车(重车)的乘坐人员的撞击加速度远远低小车(轻车),这就是为什么大家一致公认的欧美车比小日本车安全但在碰撞试验里又得出截然相反的结果的原因,你看看美国的老太太都开着通用的皮卡,就知道为什么了。
所以说要想安全系数更高:
1、开分量大的车,当然油耗也高,全当买保险了。
2、减肥,降低你的质量,这样可以做小日本的车了,于是乎,我突然明白什么是小日本了!

对论点的补充,实际上有一个绝对速度和相对速度的问题,我们行驶在路上的车看到的只是各自的车速,这是绝对速度,但两车相撞的瞬间那可是相对速度,而碰撞试验做的是绝对速度,即大家的碰撞加速度都视为相同,而实际上,由于车体钢板强度,车体自身重量的原因,在实际碰撞时,两车的加速度是不一样的,这就使得同一个乘坐人员(质量相同)坐在两种不同的车内的受力不同,F=ma这个公式大家都知道。
在吸能变形的过程中,钢板强度大质量重的车后变形,充分保证了原车的惯性,可以将质量轻的车当成一个弹簧,重车此时是撞在弹簧上,考虑到轻车的变形后重车开始变形吸能,从原理上似乎两车同样向对做的是弹性碰撞,但其实不然,由于轻车的能量在碰撞的过程中迅速消耗,也就是我们说的惯性小,当重车还没有完全吸能变形完毕,轻车的碰撞残能已经不能够使得重车的缓冲区继续变形了,此时产生了质的变化,重车的残能量将轻车反推,使得轻车作了短暂的后退运动,此时对于重车而言还是相当于顶在一个弹簧上继续泻能,直到两车停止,而轻车因为已无变形,在掉头瞬间的临界速度,对于轻车来说其绝对速度为零,在此过程中可以看出轻车车体的加速度远远大于重车,我这里指的是车体,这就意味着同样质量的乘员,轻车上的乘员的自身惯性撞击力要远远大于重车。
这就使碰撞试验和实际撞车的不同,碰撞试验时两车从初速度到停止完全相同,因此只要谁的缓冲区做得好就能得到高分,这是小日本的长处,但在实际撞车时,总的停止时间远远大于轻车并且是逐渐减速,而轻车在碰撞中途就已经完全停止并作反向运动,所以从两车的运动轨迹来看,重车的撞击加速度(实际上是反向加速度)要远远小于轻车,这就是误区。
例子:
当两车相撞时假设车子都是50KM/h,日本车重1000KG,德国宝马2000KG,
用物理中的动量来算一下。P=MV。
P(日)=1000x50=50000
P(宝马)=2000x50=100000
设宝马方向为正方向!!!
根据动量守恒定理:动量是矢量(有正负方向之分),一个系统不受外力或所受外力之和为零,这个系统的总动量保持不变。
此时该系统的总动量是向宝马开的方向,为100000-50000=50000。(正方向)
没有形变
假设撞击后不存在形变,两车贴在一起,该系统的总动量仍为50000,
P=MV,V=P/(M(日)+M(宝马))=50000/3000=16.666666...约为17KM/h(正方向),
由于两车贴在一起向宝马方向运动,所以宝马车的速度改变了50-17=33KM/h,而日本车改变了50+17=67KM/h,

自己看看哪个驾驶员受的速度改变大?

存在形变
但车子都会有吸能措施,所以撞完后都会弹开并且停下,弹开总共分5种情况
1.宝马车不动,日本车后退(就是所有弹力都给了日本车,在上面没有形变情况的基础上,两个驾驶员受的改变更大)

2.日本车不动,宝马车后退(不符合物理学的定理,能量守恒)

3.两车同时向宝马车原方向运动
a.宝马车慢,日本车快(日本车驾驶员受的改变比没有形变的情况更为可怕)
b.一样快(类似没有形变的情况)
c.宝马车快,日本车慢(想想看也不可能,最起码也应该是一样,就是紧贴在一起)

4.两车分别向原先各自的反方向运动
a.日本车退的快(肯定,能量守恒就决定了)
b.宝马车退的快(不符合物理学的定理)
c.两车退的一样快(也不可能,因为弹开的力的能量是固定的,但两车质量不一样,所以根据能量守恒车重的动得慢,车轻的动得快,也就是a情况)

5.两车同时向日本车原方向运动(这已经不符合物理学的定理!日本车方向是负方向,初始总系统的方向是正方向)
所以不管怎样,都是车重的驾驶员受的速度改变要小于车轻的!!!(去看看火车撞汽车,汽车撞自行车,就连摩托撞自行车也能说明车重好)
再说一点,日本车的吸能区一般情况要先于宝马车工作,那时它的工作是吸收两车的能量,所以驾驶室变形的话肯定是日本车先!!!

总结:
1.车碰车,更硬的车更安全。
2.如果车的硬度(结构强度,刚性)都一样,那么车重的会把车轻的“撞开”,重量比越大轻车受到的冲击力越大。
日本车从来不提安全性这个卖点(不然从哪里抠钱,大家都是做车的),它讲的是性价比,至于那“万一”,人都有侥幸心理,中彩都没那么准,那个“万一”应该不会找到自己身上吧,所以在中国,“物美价廉”的日系车很好卖。
以上针对的是国内生产卖国人的日系车,出口欧美的不是一回事。原因大家都知道

 //www.tianya.cn/publicforum/content/cars/1/34857.shtml

[ 本帖最后由 jimmy_ccc 于 2012-01-26 16:47:31 编辑 ]
 
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发表于 2011-10-11 15:04:48
引用:
原帖由 猪爱芳 于 2011-10-11 13:19 发表在 18新窗口中打开引用楼层
"如果纸箱和木箱同样以10m/s的速度正面碰撞,根据动量定理,纸箱的碰撞速度为12m/s,里面的鸡蛋将会破碎;而纸箱的碰撞速度为8m/s,里面的鸡蛋将完好无损!"看不懂这一句???
根据动量定理而得。另外,有一些笔误:

如果纸箱和木箱同样以10m/s的速度正面碰撞,根据动量定理,纸箱的碰撞速度为12m/s,里面的鸡蛋将会破碎;而木箱的碰撞速度为8m/s,里面的鸡蛋将完好无损!

如果纸箱和木箱同样以20m/s的速度正面碰撞,根据动量定理,纸箱的碰撞速度为24m/s,里面的鸡蛋将会全部破碎;而木箱的碰撞速度为16m/s,里面的鸡蛋依然安全!


 
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发表于 2011-10-11 15:05:05
引用:
原帖由 勇者花生 于 2011-10-11 14:35 发表在 22新窗口中打开引用楼层
如果纸箱和木箱同样以20m/s的速度正面碰撞,根据动量定理,纸箱的碰撞速度为24m/s,里面的鸡蛋将会全部破碎;而{纸}箱的碰撞速度为16m/s,里面的鸡蛋依然安全! 、???????????????应该是木箱吧楼主
笔误
 
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发表于 2011-10-11 15:06:05
引用:
原帖由 peterpan125 于 2011-10-11 14:28 发表在 21新窗口中打开引用楼层
看到那个小女孩,我的心都疼死了。你们这种比较毫无意义,这个比方也毫无意义。碰撞部位、角度、方向、侧翻等等,差之毫厘,失之千里。还是关心一下如何安全驾驶吧,没人性的家伙。
你造这种纸箱车才是没人性吧?!! 
 
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发表于 2011-10-11 15:21:09
引用:
原帖由 zhu_fz 于 2011-10-11 15:19 发表在 28新窗口中打开引用楼层
怎么不修改一下原帖?
还没有找到G5的图片。正在改动中
 
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发表于 2011-10-11 15:21:56
引用:
原帖由 zhu_fz 于 2011-10-11 15:18 发表在 27新窗口中打开引用楼层
很生动的说明,支持。
去对付一下21楼哪个假慈悲的JS吧
 
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发表于 2011-10-11 15:34:59
引用:
原帖由 资水会龙 于 2011-10-11 15:25 发表在 31新窗口中打开引用楼层
“如果纸箱和木箱同样以10m/s的速度正面碰撞,根据动量定理,纸箱的碰撞速度为12m/s,里面的鸡蛋将会破碎;而纸箱的碰撞速度为8m/s,里面的鸡蛋将完好无损!如果纸箱和木箱同样以20m/s的速度正面碰撞,根据动量定理,纸箱的碰撞速度为24m/s,里面的鸡蛋将会全部破碎;而纸箱的碰撞速度为16m/s,里面的鸡蛋依然安全!”这两段都没木箱什么事了吗?全是纸箱。…
改好了
 
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引用:
原帖由 zhix01 于 2011-10-11 12:55 发表在 11新窗口中打开引用楼层
应该把G5撞护栏的图片贴出来,对比就一目了然了。
找不到啊
 
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原帖由 纷纷开车 于 2011-10-11 15:43 发表在 36新窗口中打开引用楼层
好像汽车都是铁盒子吧?呵呵材料一样,怎么用这种比喻呢。反而给人一种故弄玄虚的感觉
某些JS说他们的车吸能啊
 
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原帖由 骑士1971 于 2011-10-11 15:55 发表在 40新窗口中打开引用楼层
请楼主结实
根据动量守恒定律啊,

baike.baidu.com/view/29485.htm
//wenku.baidu.com/view/f56ba06aa45177232f60a241.html
 
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原帖由 zzzhou1 于 2011-10-11 17:01 发表在 46新窗口中打开引用楼层
如果轻车和重车同样以60km/h的速度正面碰撞,根据动量定理,轻车的碰撞速度为72km/h?怎么计算的?
参考第一楼。

V1=  1.5/(1+1.5)*(60-(-60))=72;
V2=  1/(1+1.5)*(60-(-60))=48
[ 本帖最后由 jimmy_ccc 于 2011-10-11 18:20:00 编辑 ]
 
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原帖由 常文华 于 2011-10-11 17:08 发表在 47新窗口中打开引用楼层
汽车不是撞得,有人喜欢结实的 有人喜欢安静的 有人新欢买个回家放心的 没什么小毛病 也有人愿意买个小毛病多点 但是不缩水的 比如小三 走自己的路让别人说去吧 我们喜欢小三 也不能强制别人放弃日产 或者本田
撞不撞你说了算啊???    

那你干吗要买保险啊
 
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原帖由 等风来999999 于 2011-10-11 18:33 发表在 55新窗口中打开引用楼层
哥 ,我来顶你了

 
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原帖由 0311友谊 于 2011-10-11 18:10 发表在 51新窗口中打开引用楼层
买A3是对自己及家人的生命负责
 
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原帖由 清风车影007 于 2011-10-11 23:53 发表在 61新窗口中打开引用楼层
楼主应该算错了,两车以60KM对撞的,重车和轻车应该都是在很短的时间内减速到0,或者轻车被反弹出支,不会出现加速72KM的现象,重车与轻车对撞,重车有优势是肯定的,但你的根据肯定是不对的

如果纸箱和木箱同样以10m/s的速度正面碰撞,根据动量定理(见第一楼说明),纸箱的速度改变量为12m/s(也即相当于碰撞速度为12m/s,下面不再赘述),里面的鸡蛋将会破碎;而木箱的碰撞速度为8m/s,里面的鸡蛋将完好无损!
 
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原帖由 xiaozm_th 于 2011-10-12 01:26 发表在 67新窗口中打开引用楼层
精辟,不知适合所有情况不?

基本上适合于正面碰撞
 
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发表于 2011-10-12 11:15:30
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原帖由 ufo1829 于 2011-10-12 10:46 发表在 79新窗口中打开引用楼层
分析得很到位可惜很多国人对安全不在乎或者是安全车了解甚小
 
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发表于 2011-10-12 11:16:49
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原帖由 清风车影007 于 2011-10-11 23:53 发表在 61新窗口中打开引用楼层
楼主应该算错了,两车以60KM对撞的,重车和轻车应该都是在很短的时间内减速到0,或者轻车被反弹出支,不会出现加速72KM的现象,重车与轻车对撞,重车有优势是肯定的,但你的根据肯定是不对的
速度由 60向前,变成12向后,这个总的速度变化量难道不是72吗??

你还是去好好复习一下动量定理吧
 
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发表于 2011-10-12 16:35:44
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原帖由 中华真男儿 于 2011-10-12 16:10 发表在 84新窗口中打开引用楼层
你应该说撞车的人没几个是想撞的。
可偏偏每年有数十万的车祸、数以万计的死亡  ……
 
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发表于 2011-10-13 11:53:46
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原帖由 barracuda20004 于 2011-10-12 19:32 发表在 89新窗口中打开引用楼层
分析的很好,下辆车要买2吨以上的。梅超风逛西直门桥也很经典,这么好的帖子怎么不加精啊
“梅超风逛西直门桥”这个不太明白啊
 
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