吉林大学汽车事故工程期末重点

汽车事故工程
第一章
汽车事故工程：就是运用与交通事故有关理论，分析事故发生的原因，提出交通事故预防对策，改进汽车设计，使汽车在发生碰撞交通事故时，保护交通参与者的一门新兴的交叉学科。

交通事故研究包括事故勘察与统计，事故再现和事故分析三个方面。

事故分析：主要是分析事故发生的原因，利用统计学的方法对事故进行分类，找出事故的重点或典型类型和形态，提出改进交通安全管理、汽车安全设计、道路交通安全的措施。

（具有统计特点，是对一个地区乃至一个国家道路交通安全状况的总体评价。

）
交通事故再现：事故再现是以事故现场上车辆损坏的情况、停止状态、人员伤害情况和各种形式痕迹为依据，参考当事人和证人（目击者）的陈述，对事故发生的全部经过做出推断的过程。

交通事故证物主要分为事故附着物、事故散落物和事故痕迹三类。

事故附着物：是指附着在事故车辆、人体及其其他物体表面，且能证明事故真实情况的物质，如油漆、油脂、塑料、橡胶、毛发、纤维、血迹、人体组织等。

事故散落物：是指散落在交通事故现场能证明事故真实情况的物质。

如损坏脱落的车辆零部件、玻璃碎片、油漆碎片及车辆装载物等。

事故痕迹：是指在事故车辆、人体、现场路面及其他物体表面形成的印迹，如撞击痕迹、刮擦痕迹、制动痕迹、挫擦和侧滑痕迹等。

事故再现的基本目的：研究一个具体事故的特殊性，从空间和时间上确定事故每个阶段的过程，并对其进行分析和评价。

为了对事故运动过程进行再现，需要有关于位移和地点（如接触力、受力方向、碰撞后的分离方向）、速度（如车辆初速度、碰撞速度和碰撞后分离速度）以及时间（如反应时间）等数据，因此事故再现的任务是尽可能清楚地描述事故的运动学过程。

汽车与行人事故再现规律的应用基础是痕迹：（1）事故车辆静止位置；（2）碰撞地点位置；（3）被撞行人的静止位置；（4）制动痕迹；（5）挫痕位置、大小和形状；（6）汽车的损坏情况；（7）汽车上擦痕的位置、大小和形状；（8）路面情况；（9）路面摩擦力（或滚动阻力、附着）系数；（10）受伤分布图；（11）行人的受伤种类；（12）衣服的损坏和衣着痕迹；（13）痕迹的不规则性等
交通事故分析可分为事故案例分析和统计分析两部分。

事故案例分析是针对交通工具事故个体所进行的具体分析。

相对统计分析来说，它是微观分析，其目的在于再现事故的全过程，为交通事故的正确处理和改善汽车设计的安全性提供科学的论证和依据。

事故案例分析鉴定的内容：
（1）有关汽车结构性能的内容；（2）速度和制动情况的推算；（3）事故因果关系的内容；（4）与酒后驾车有关的内容；（5）与视认性有关的内容；（6）与人类工程学有关的内容；（7）与道路环境有关的内容事故案例分析的步骤：1收集信息证据；2整理资料数据；3加工分析和计算；4比较计算结果与原始资料；5确定合理的方案；6写出鉴定/分析结论
交通事故统计分析研究的内容（P4）
事故统计分析属于宏观分析，其中包括线路事故的统计分析和地域性事故统计分析。

线路事故统计分析是以特定的道路区间为研究对象，调查路段事故发生的状态、次数、时间和空间分布规律，进行因果分析，研究事故多发区段和多发点。

为交通安全治理，交通管理、道路改造、安全设施的设置提供决策的依据。

地域性事故调查分析，主要针对全国、省、市、县及某些特定区域进行的各种统计分析。

它对制定国家交通安全政策和法规，确定交通治理的投资，交通管理机构及研究机构的设置等有重要作用。

交通事故统计分析研究的内容大体有：（1）与交通事故有关的基础数据的统计分析（2）统计方法的研究
有坐标图法、直方图法、圆图法、排列图法、分析表发、事故图法等（3）交通安全评价指标的研究（4）时间序列事故分布规律的研究（5）空间序列事故分布规律的研究（6）道路环境与事故有关的统计研究（7）事故因果关系的统计分析（8）人的心理、生理特征与事故有关的规律的研究（9）与人的伤害有关的各种统计分析（10）与具体交通参与者有关的各种统计分析。

事故研究的任务是借助于已有的数据进一步回答事故的原因，探讨降低事故后果的措施 ，从中可获得进一步的理论和经验（诸如工程技术、医学、心理学），从而为改善道路交通安全提供决策依据。

交通事故研究的内容包括事故调查与统计、事故再现和事故分析三个方面。

事故再现和事故分析的区别是特殊与一般的关系。

危险度：一个能导致损失后果出现的期望频度和预见出现事故的损失（或伤害）程度。

即危险度是由概率描述的。

安全度：是描述一个技术过程或状态的危险程度小于其代表值（或危险临界值）的一种度量。

危险度与安全度的关系：安全度+危险度=1
道路交通安全包括主动安全性和被动安全性。

主动安全性：是指可以降低交通事故率的事故避免措施，及预防性措施。

被动安全性：是为了降低预计损害所采取的降低事故后果的措施。

主动安全措施由人、车辆、环境三个方面组成。

自保护是相对碰撞体的保护措施，而被保护（他保护）是针对碰撞对手的保护措施。

第二章
汽车制动性评价指标：1制动减速度，2制动
时间，3制动距离（指从驾驶员踩下制动踏板到
完全停止时，车辆行驶的距离）（4地面制动力，
5制动跑偏量，6汽车初速度与制动条件）
制动时间：t1称为驾驶员反应时间，t2称为
制动系统协调时间，t3称为持续制动时间。

制动距离：车辆制动距离是指从驾驶员踩下
制动踏板到完全停止时，车辆所行驶的路程。

（t2和t3期间汽车行驶的距离）
制动跑偏量：车辆在平直道路上紧急制动时，保持转向盘局中不动，车身自动向左向右偏驶的现象。

影响方向稳定性的因素包括跑偏和侧滑两种情况。

跑偏的原理（与侧滑的区别）：左、右轮特别是左、右转向轮制动力不相等引起的，通过维修和调整可以减轻，以致消除跑偏现象。

但侧滑却不同，侧滑是指车轮连车轴的侧向滑移，这常常是由于紧急制动车轮被抱死后，侧向附着系数趋于零，使路面丧失了抵抗侧滑的能力造成的 。

反应与制动的时间历程
第三章
汽车行驶过程可以抽象为一个控制过程。

驾驶员作为系统的调节环节，通过不同的操作元件控制汽车，而这里汽车是作为调节变量。

驾驶员感知汽车的反应，即控制变量，并将控制变量与驾驶任务（输入变量）相比较。

使得驾驶员能够采取恰当的措施，来减小调节参数值与输入数值之差。

驾驶员－汽车－环境调节回路的简化模型
儿童穿越道路时汽车驾驶员的控制过程
DONGES两平面人机操作特征模型
根据事故发生的时间历程，可将事故过程分为碰撞前、碰撞和事故后果三个阶段
碰撞前或事故开始前阶段（Pre-crash phase）。

是从驾驶员认识到危险至“碰撞对”第一次接触的时间间隔；
碰撞阶段（Crash phase/Collision phase），是从“碰撞对”第一次接触至停止不动时所经历的时间长度；
事故后果阶段（Post-crash/Phase of accident result）是从汽车停止至被碰撞者静止所经过的时间。

“识别-决策-执行”三个部分组成碰撞前阶段
碰撞前阶段汽车－驾驶员－环境基本元素
事故阶段描述：事故碰撞阶段的过程描述可由被动安全性以及下述参数决定：
1运动过程；2一次及二次碰撞；3反弹效应；4乘员负荷；5受伤；6伤害力学。

事故后阶段过程描述：事故后阶段的过程描述既可由下述主动安全因素，也可用被动安全因素确定：1救护事业；2痕迹保护；3事故研究、事故力学；4事故数据采集、统计和分析；5法律范畴鉴定；6车辆与道路等的技术鉴定。

交通事故分类：
（1）我国将交通事故形态分为正面相撞、侧面相撞、尾随相撞、对向刮擦、同向刮擦、碾压、翻车、坠车、失火、撞击固定物以及其他形态。

（2）德国分类（7种）：1驾驶（失控）行为；2转弯事故；3转弯、交叉事故；4横穿事故；5静止交通事故；6纵向交通事故；7其他事故。

碰撞种类：“碰撞对”（P44）
汽车碰撞形式：正面碰撞、侧面碰撞、追尾碰撞和翻车。

受伤种类：可划分为软组织、器官、脉管、肌韧带以及骨折
受伤类型：分为因惯性力、直接作用力、弯曲过度及非直接作用力受伤。

人机系统组成：(P50看)
在事故研究领域，事故严重程度往往取决于以往事故获得的特征值。

事故直接后果：直接与事故有关联的损失。

事故间接后果：通过环境和社会条件对事故直接后果产生的影响。

AIS （Abbreviated Injury Scale,简明受伤标准），分7级。

P52
第四章（看书）
汽车在碰撞前和碰撞后两个阶段的运动可近似视为（刚体碰面运动）。

一个刚体的运动轨迹可由其随时间运动的（质心位置）来描述。

变形特征曲线：加速度-时间变化曲线（力-位移曲线）
碰撞数（collision coefficient ）/恢复系数（Restitution factor ）：描述弹塑性碰撞的一种标量。

有效碰撞速度越高，恢复系数越小，碰撞越激烈，越接近塑性变形。

在有乘员伤亡的事故中，一般按塑性变形处理。

第六章
碰撞事故的形态主要有：前碰撞、侧面碰撞、追尾碰撞、汽车翻滚
乘员伤害主要由以下4种原因造成：1碰撞时汽车结构变形；2乘员与车内结构二次碰撞，或肢体的运动过度；3由于碰撞后汽车机构破损而使人体的某些部分越出车外；4碰撞后起火。

实车碰撞试验方法：1固定壁碰撞试验（是把试验车辆加速到指定的碰撞速度，然后与固定壁进行过碰撞。

）2移动壁碰撞试验（指在可行走的台车上装上具有一定撞车面积的可移动壁，将其加速到一定的速度后来碰撞处于静止状态的试验车。

1）车对车碰撞试验2）翻车试验）；3模拟人
用于撞车试验的模拟人所要求的性能：1尺寸、质量分布、关节的活动、胸部等各部分在受载荷时的变形特征与人体很相似；2应能对人体相应各部分的加速度、负荷等参量进行测定；3个体间的差异小，反复再现性好，并且具有优良的耐久性。

完全的动态相似模型需要所有的基本物理参数必须相似，即满足三个条件：
1几何相似性 ；2力相似性 ；3时间相似性 。

两个过程动态或者机械相似性除了取决于边界和初始条件之外，还需要满足条件：确定的自然法则必须相同，即在相似比例的力分级条件下，过程应相互反射。

第七章
行人交通事故再现的意义：行人事故再现主要包括推算汽车的初始速度、汽车的碰撞速度、反应地点（时刻）、碰撞点、行人的行走速度和方向。

行人事故再现的数据是从事故现场痕迹和证词中提取的。

透彻的了解碰撞行人事故的碰撞或初始接触的过程是分析行人交通事故的重要环节。

汽车—行人交通事故过程（P131）
h/H 值越小，头部碰撞速度就越大。

常见的船型轿车与成年人碰撞时，行人运动过程划分：1车人接触，行人身体碰撞并加速，身体移向汽车发动机罩；2发动机罩上抛出；3落地后继续向前运动至静止，即由接触、飞行、滑移三个阶段组成。

对接触阶段影响较大的因素有碰撞速度、制动强度和行人与汽车前端的几何尺寸比。

行人事故术语：1行人抛距S ，是指碰撞点至行人静止点之间的距离。

2行人横偏距Yc ，是指汽车与行人臀部的接触点至头部与发动机罩接触点之间的垂直于汽车纵轴的距离。

3上抛距Xc ，是指在汽车上接触点至行人头部碰撞点之间的平行纵轴的水平距离；4展距Lc ，
是指从地面到头部与汽车发动机罩接触点行人身
体包容在汽车外廓的展开长度。

可分为静展距和动展距。

在碰撞速度相同的条件下，低发动机罩汽车碰撞行人时的抛距稍小于较高发动机罩汽车碰撞行人时的抛距。

对于行人交通事故，可能存在行人鞋底与路面的擦痕、行人携带物体（如手推车、牵赶的牲畜及宠物等）位置或轨迹的不规则等。

事故可避免性计算：在行人交通事故警察调解和法庭裁决时，下面三个问题起决定性作用。

1驾驶员是否对危险及时做出反应？2汽车制动前速度有多高？3如果事故汽车保持允许速度（例如50km/h），就要检验从时间上或空间上事故是否可以避免。

第八章
自行车交通的特点：1自行车是一种廉价而便利的交通工具；2自行车的运动轨迹不同于机动车；3灵活方便；4操作技术要求不高；5适合众多人需要；6无污染，节约能源；7舒适性差；8稳定性差；9干扰性大。

为了描述汽车—自行车事故时汽车与自行车碰撞的部位，把汽车外缘分成12个外区。

从碰撞开始至自行车和骑车人最后静止位置的距离分别被定义为自行车和骑车人的抛距。

汽车事故工程练习题
一、填空题
1、事故研究包括事故勘察与统计、事故再现和事故分析三个方面。

2、交通事故物证主要分为事故附着物、事故散落物和事故痕迹三类。

3、事故案例分析的主要步骤为：收集证据，整理资料，加工分析和计算，计算结果与原始资料比较，确定合理方案，写出鉴定结论
4、统计方法的研究有坐标图法、直方图法、圆图法、排列图法、分析表法、事故图法等。

5、受伤严重程度的分类和描述仅分为三组：轻伤、重伤和死亡。

6、汽车动力性评价指标有：爬坡能力、加速能力、最大车速。

7、车辆制动性评价指标制动减速度，制动时间、制动减速度和地面制动力、制动跑偏量。

8、车辆转向特性低速时转向半径和侧偏角、考虑侧偏角是的装箱半径。

9、安全度+危险度=1。

10、实车碰撞试验方法有：固定壁碰撞试验、移动壁碰撞试验。

11、汽车碰撞形式可以划分为正面碰撞、侧面碰撞、追尾碰撞和翻车。

12、人机系统可以被划分为汽车系统、接触系统和人三个子系统。

13、碰撞中心位于车体最大变形中心附近，以碰撞中心为坐标原点，根据汽车变形建立法-切坐标系。

14、碰撞数除了与材料性质有关之外，还与物体的物体的形状、相对速度的大小和方向以及碰撞部位有关。

15、评价事故严重程度的指标有：EBS\ETS\EES\速度改变量、加速度、事故特征负荷、汽车变形指数、汽车车内变形指数等
16、对心碰撞或偏心碰撞是指碰撞法线冲量是否经过两车质心的连线，直碰撞或斜碰撞是指碰撞前速度方向是否与碰撞法向力平行。

17、确定汽车-行人碰撞点存在三种不同约束：碰撞地点约束、碰撞速度约束、速度-位移约束。

18、轿车与成人碰撞过程由接触、飞行和滑移三个阶段组成。

19、玻璃碎片抛撒运动由滑动、滚动和抛物运动链合成的复杂运动。

二．名词解释
1．汽车事故工程
2．事故分析
3．事故再现
4．恢复系数
5、汽车瞬时极点
6．主动安全
7．安全度
9．汽车行驶方程
10．被动安全
11．事故附着物
12．事故散落物
13．车轮的滑动率（P33-34）
14．车轮的滑转率，（P33-34）
15．上抛距XC
16．行人横偏距YC
三、简答题
1、画出汽车驱动力图，说明其特性(P18-19)。

如何确定最大车速？（P24）
2、简述SEARLE等人提出的用于确定行人、摩托车、自行车及其他乘员抛距的理论计算公式。

P180
3 、画出玻璃碎片弹跳距离预报抛出高度关系示意图，写出玻璃从抛出到第一次与水平地面接触的水平运动距离计算式。

P184,187图9-6
4、简述牛顿经典碰撞理论基本假设？P63
5、简述车辆制动性评价指标?（P24-28）
10、简述AIS(Abbreviated Injury Scale，简明受伤标准)指数? P47
11、简述德国交通部对官方事故统计引用的7种事故形态? P39-40
12、牛顿(Newton)假设(碰撞数假设)?P63
13、什么叫有效碰撞速度？其计算表达式？推导汽车正面碰撞后A、B两车速度变化式，设恢复系数为0。

（参考P71）
14、什么叫碰撞数？简述碰撞数影响因素（P57，第一段——第二第三段）
15、简述汽车追尾碰撞特点。

P75
16、推导路面外侧超高时的汽车侧翻与侧滑临界条件? 画汽车受力图。

参考P30
五、计算题
1、车辆侧翻、侧滑临界速度计算（P30-32）
2、根据侧滑轨迹计算制动初速度（P35-36）
3、事故可避免性计算。

P132-134(二、三两部分)
4、一肇事货车整备质量8000kg，额定载质量12000kg，实载质量22000kg，现场留有36m制动印迹，试计算出现制动印迹时初始速度，道路平直，附着系数取0.75。

(参考P68)
5、一辆汽车以高速驶入弯道并发生侧滑，在弯道上留有半径为R＝48.82m的侧滑印迹，公路拱度为i＝0.05，道路附着系数为0.7，试计算该车辆侧滑时的初速度。

(参考P31-32)
6、坠车速度、汽车翻滚与速度计算。

（参考P190-192）
7、某汽车在半径800m的弯道上行驶，路面横向外侧超高坡度i＝0.05，路面横向摩擦系数为0.65，内外轮距1.5m，质心高度0.6m。

试求侧滑和侧翻两种情况下的临界速度。

(参考P31-32)
题二
1、研究汽车事故工程的意义是什么？
答：在我国，道路交通事故(简称交通争坟)，是指车辆驾驶员、行人、乘车人以及其他在道路上进行与交通有关活动的人员，因违反《中华人民共和国道路交通安全法》、《中华人民共和国退路交通管理条例》和其他道路交通管理法规、规章的行为(以下简称违章)，过失造成人身伤亡或者财产损失的事故。

2、简述车辆制动性评价的指标。

答：（1）制动减速度
用制动减速度作为评价标准，方法简单易行．而巳测试时初速度的大小对所测量结果影响很小。

但是最大制动减速度只能反映地面制动力达到最大时的情形，并不能保证制动一定最有效。

因为从开始制动到制动减速度达到最大这段时间如果很长，则制动效果大受影响，所以在用制动减速度评价制动性能时，还要配以制动时间的检验。

（2）制动时间制动时间越短，制动效果越灯。

在一般情况下，它不作为独立的评价指标，只是作为个辅助的检验标准。

（3）制动距离
车辆制动距离是指从驾驶员踩下制动踏板到完全停止，车辆所行驶的距离。

用制动距离检验车辆的制动性比较直观、方便，试验重复性好。

3、怎样进行事故阶段的时间剖分？
答：根据事故发生的时间历程，可将事故过程分为碰撞前、碰撞和事故后果3个阶段。

碰撞前或事故开始前阶段；它是从驾驶员认识到危险至“碰撞对”第一次接触的时间间隔。

碰撞阶段；从“碰撞对”第一次接触至停止不动时所经历的时间长度。

这个阶段至少包括一次接触和一次分离过程，它也包括多重碰撞。

事故后果阶段；从汽车停止至被碰撞者静止所经过的时间。

4、 汽车碰撞存在什么规律？
5、 如何进行汽车碰撞事故再现？
3. 汽车碰撞柱状物（l:m v;km/h ）
事故发生路段是弯道，小雨，视线一般。

肇事车头南尾北停止在道路东侧。

该车以北路面上留有两条制动拖印，左前轮拖印长1170(cm )；右前轮拖印长590(cm)。

该车前部撞痕面积35×110(cm2)，凹陷深度80(cm )，
再根据碰树前有制动拖印长S =11.7(m )
事故前车速为66km/h
汽车正面碰撞的车速分析p73
2.追尾碰撞的特点1）被撞车认知的时间很晚，很少有回避举动。

因此，追尾碰撞中斜碰撞较少，碰撞现象与正面碰撞相比比较单纯
2）恢复系数比正面碰撞少得多。

因为汽车前部发动机刚度高，而车身后部的刚度低。

追尾碰撞变形主要是被撞车的后部，其恢复系数比正面碰撞小得多。

追尾碰撞的车速推算P78
3.案例：
乙某驾驶一辆满载6吨矿石的解放牌大货车因机械故障而头东尾西停在路边准备修车，但没有打开车尾的示宽灯。

过不久恰逢甲某驾驶一辆捷达轿车飞速而至。

由于天黑，甲某虽已采取紧急制动，但为时已晚，甲车钻进乙车尾部偏左达1.5(m)，造成两人死亡，两人重伤，甲车报废，乙车尾部严重受损在碰撞过程中，乙车有拖印0.4(m )，但仍应认定乙车整车连同甲车一起制动，因此乙车连同
甲车的公共速度也就是碰撞后两车的速度，
根据动量守恒
乙车碰撞前处于停车状态 可计算得甲车碰撞前车速约为 已知甲车最长印为9.1（m ），减去碰撞后共同滑行的距离0.4（m ），于是甲车制动前行驶速度为
结论：甲车事故前行驶速度约为89km/h
l v 67=gR h b
V g
h 2=h
km l v /6.538.06767=×==h
km S v v /667.115.0254)6.53(254220=××+=+=ϕ)
/(43.84.07.025********h km S v v v c =××====ϕ()c
v m m v m v m 21202101+=+0
20=v )
/(4.7910h km v =())
/(6.887.87.02544.792h km v =××+=。