道路交通安全交通.pptx

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1、第七章第七章 道路交通事故分析与再现道路交通事故分析与再现 第二节第二节 事故分析的理论基础事故分析的理论基础二、碰撞位置分析方法碰撞位置与路权有关，涉及事故责任确定。方法有：1）制动印痕转折点；2）碰撞散落物；3）停止位置和痕迹反推；4）碰撞前车辆行驶方向推定。三、道路交通事故力学分析方法1.道路交通事故的力学特点（车辆碰撞）1.1阶段构成：（个别情况只有两项）冲突前：驾驶员未采取措施或措施无效，有各自初速度；冲突瞬间：汽车与冲突物进行能量交换；冲突后：汽车与冲突物留下各自轨迹，以新的速度运动直到最终停止。结论：冲突现象是接触体在极短的接触时间（100200毫秒）内完成能量交换，并引起各自运

2、动特征急剧改变的现象。因此冲突瞬间反应不及，但此后一般有足够时间采取措施。第1页/共20页第七章第七章 道路交通事故分析与再现道路交通事故分析与再现1.2冲突类型：完全弹性冲突：碰撞后弹回，无动能损失；完全塑性冲突：回弹速度为零,动能完全损失；实际冲突：介于弹性和塑性之间，用恢复系数e 衡量。【1】推荐拟合公式为结论：有效速度越高，碰撞越接近塑性冲突。1.3汽车近似刚体 一般碰撞造成汽车局部损坏，其他部位完好。看做刚体处理带来许多方便。1.4 同型号汽车等速正面碰撞等价一车正面撞墙（坚固墙体）；1.5 碰撞减速度是造成车内人员伤亡的主要原因，又分一次碰撞（撞车），二次碰撞（人撞车内结构物）2.

3、常用力学方法运动学；动量方法（动量、动量矩守恒）；能量方法（能力守恒）。第二节第二节 事故分析的理论基础事故分析的理论基础第2页/共20页第七章第七章 道路交通事故分析与再现道路交通事故分析与再现第三节第三节 汽车碰撞事故模型构建与分析汽车碰撞事故模型构建与分析一、单车事故一、单车事故1.汽车正向碰撞固定障壁1.1模型：刚体墙壁，汽车塑性碰撞；1.2分析方法：a）用弹性恢复系数计算，b）经验公式A）回弹制动拖印，动能=制动摩擦功。B）经验公式正面碰撞：v0=86x+4.8，碰撞孤立物：v0=67x其他文献推荐：正面碰撞v0=105.3x2.斜向碰撞路边护栏碰撞有一定的角度，不能直接用正面碰撞的

4、恢复系数计算。2.1法向恢复系数法：v，v0改成vn，v0n后计算。2.2切向摩擦系数法：用碰撞冲量的切向分量建立方程求初速度第3页/共20页二、汽车的一维碰撞指沿纵轴方式的碰撞，包括两车正面碰撞、追尾。1.正面碰撞1.1求解依据 主要参数有两组v10,v20；v1,v2,由前求后为“正推法”，反之为“后推法”。除根据动量守恒，还需补充一个方程。1.2解法 a)弹性系数法：与动量守恒方程联立，“正推”用式7-26,27；“反推”用式7-28,29。k 值小（塑性成分大）结果不稳定。第七章第七章 道路交通事故分析与再现道路交通事故分析与再现第三节第三节 汽车碰撞事故模型构建与分析汽车碰撞事故模型

5、构建与分析3.单车坠落1.1分析方法：a）有坠落点痕迹，b）无法确定坠落点痕迹A）用抛物线方程计算（路面倾斜时，考虑垂直分速度）。B）用水平距离、垂直距离及触地摩擦系数计算。第4页/共20页第七章第七章 道路交通事故分析与再现道路交通事故分析与再现 b）经验公式法国外统计资料表明汽车变形量与有效碰撞速度关系碰撞瞬间共有速度：两车的有效冲突速度：结论：按总动量保持不变进行，有效碰撞速度与质量成反比。2.追尾冲突2.1特点：被冲突车认知晚，无回避举动，属一维冲突；车体后部刚度低，恢复系数小；被冲突车在冲突车停止后还会继续前行；冲突后的两车动能主要由追尾车的制动吸收。2.2速度推算：与正面碰撞相同，

6、前车变形为：第三节第三节 汽车碰撞事故模型构建与分析汽车碰撞事故模型构建与分析第5页/共20页第七章第七章 道路交通事故分析与再现道路交通事故分析与再现 3.正面冲突速度再现流程图【1】给出了比较详细的理论分析和推导，速度推算流程图如下（P136图6-15）。由塑性变形量x计算有效冲突速度Ve1=105.3x1Ve2=105.3x2由滑移距离L计算冲突后的速度V1,V2 解以下联立方程，求出冲突前速度V10,V20 4.几点说明：l一般正面冲突的恢复系数0k1，碰撞介于塑性、弹性之间；l碰撞前后速度变化与质量和恢复系数有关；l变形量与冲突前的相对速度有关。变形量与质量成反比，吸收的冲突能量与质

7、量的平方成反比。即轻车损毁大，伤亡重。第三节第三节 汽车碰撞事故模型构建与分析汽车碰撞事故模型构建与分析第6页/共20页第七章第七章 道路交通事故分析与再现道路交通事故分析与再现 三、汽车的二维碰撞多发生在斜向的碰撞，冲撞作用合力一般不通过质心，汽车运动由平移和回转两部分构成。有三种基本情况：a)正面冲突，但一车有转向回避动作时。b)直角冲突c)转弯冲突当回转运动较小，可以忽略时，称为对心二维碰撞，回转运动较大时称为偏心二维碰撞。第三节第三节 汽车碰撞事故模型构建与分析汽车碰撞事故模型构建与分析第7页/共20页第七章第七章 道路交通事故分析与再现道路交通事故分析与再现 1.受力分析：1.1合力

8、构成：由冲撞力和接触点的摩擦力合成。P1、P2沿各自的行进方向构成冲撞力合力P,摩擦力F垂直接触面法线方向。1.2合力分解：合力分解为通过质心和垂直质心的两个力。只有合力通过质心时，汽车不会产生回转运动。碰撞力碰撞+摩擦合力合力分解合力偏心合力向心第三节第三节 汽车碰撞事故模型构建与分析汽车碰撞事故模型构建与分析第8页/共20页第七章第七章 道路交通事故分析与再现道路交通事故分析与再现 2.冲突速度推算2.1运动状态分析角度从X轴正向逆时针方向计算，位移按质心位移计算。实例【1】图6-23，6-24，6-25偏心碰撞结果B车位移情况 A车位移情况第三节第三节 汽车碰撞事故模型构建与分析汽车碰撞

9、事故模型构建与分析第9页/共20页第七章第七章 道路交通事故分析与再现道路交通事故分析与再现2.2基本类型a)向心直角侧面碰撞；b)偏心直角侧面碰撞；c)向心斜角侧面碰撞；d)偏心斜角侧面碰撞。2.3速度推算对心碰撞根据碰撞前后车速、角度变化利用动量守恒，得到两个方向的方程式。X轴：Y轴：解得：(V1,V2按功能平衡求解，方法同前)第三节第三节 汽车碰撞事故模型构建与分析汽车碰撞事故模型构建与分析第10页/共20页第七章第七章 道路交通事故分析与再现道路交通事故分析与再现 例：已知：推算碰撞后速度：推算碰撞速度：第三节第三节 汽车碰撞事故模型构建与分析汽车碰撞事故模型构建与分析第11页/共20

10、页第七章第七章 道路交通事故分析与再现道路交通事故分析与再现 偏心碰撞由具体位移情况，在不同坐标轴上根据碰撞前后动量守恒，建立方程式表示前后速度之间的关系；碰撞后速度用能动守恒计算，在有回转运动情况下摩擦功的计算距离是质心移动距离的1.3倍；联立求解得到碰撞前的初速度08版道路交通安全有解法的详细过程和实例的数据，可供参考。2.4结论：两维碰撞一般没有固定解法，要根据具体情况确定。四、二轮车事故1.事故形态：迎面碰撞：交叉路口，摩托车正面向汽车侧面碰撞；侧面碰撞：汽车向两轮车侧面碰撞；追尾碰撞：汽车向两轮车后部碰撞；2.碰撞特点：不考虑两者的转动（汽车质量大，但转动小；两轮车转动大，但质量小）

11、，按对心碰撞处理。第三节第三节 汽车碰撞事故模型构建与分析汽车碰撞事故模型构建与分析第12页/共20页第七章第七章 道路交通事故分析与再现道路交通事故分析与再现3.碰撞速度推算：3.1摩托车正面碰撞汽车侧面汽车行驶方向改变明显（图7-12）。汽车速度按制动印痕长度推算，摩托车速度为零（倒地，不反弹）。初始速度v10,v20按公式7-61和7-62计算。汽车行驶方向改变不明显汽车速度按制动印痕推算，摩托车速度按经验公式计算。碰撞时首先前叉后移，触及发动机并导致前轮椭圆变形，可用轴距减少表示前叉后移量，试验关系如图计算公式为：D轴距减少量（cm）V有效碰撞速度（km/h）试验车型：本田摩托（902

12、18kg），侧面碰撞普利茅斯轿车（1950kg）时的轴距变化。第三节第三节 汽车碰撞事故模型构建与分析汽车碰撞事故模型构建与分析第13页/共20页3.2汽车正面碰撞摩托车汽车是主撞车，摩托车被碰位置不限，图7-13为碰撞示意图。汽车速度按制动印痕长度推算，摩托车、乘员速度不为零（倒地有印痕）。初始速度v10,v20按公式7-69和7-70计算。【1】给出按二轮车翻倒滑行推算速度的方法。按车身滑行距离推算：按人体滑行距离推算：式中：x,x1,x2分别是车身滑行,人体飞出,地面滑行距离（m）V车体翻倒前速度（m/s）；h乘员质心高度（m）1 2分别是车身、人体滑行的附着系数（见下表）试验物沥青路面

13、松软的天然地面摩托车0.56-0.590.92-0.97自行车0.51-0.560.92-1.30行人0.65-0.670.64-0.67试验条件如下速度：微速摩托：250MasterSD,149kg自行车：19.5kg人体：男子（胖）78kg,着装第七章第七章 道路交通事故分析与再现道路交通事故分析与再现第三节第三节 汽车碰撞事故模型构建与分析汽车碰撞事故模型构建与分析第14页/共20页第七章第七章 道路交通事故分析与再现道路交通事故分析与再现 五.行人事故1.碰撞运动轨迹行人与汽车碰撞的力学模型非常复杂，根据接触部位、行人姿态不同有很大差别。汽车撞成人轨迹模拟图分头-腰-膝-脚四个点，不同

14、时刻的空间位置不同车速碰撞伤害示意图头部撞击部位不同，低速伤害轻，高速伤害大。第三节第三节 汽车碰撞事故模型构建与分析汽车碰撞事故模型构建与分析第15页/共20页第七章第七章 道路交通事故分析与再现道路交通事故分析与再现 2.碰撞轨迹一般规律（轿车碰撞）成人质心高于保险杠，碰撞后上身倒向发动机罩，引起二次碰撞，向前上方抛出。速度越高碰撞轨迹越典型。1.2米左右儿童质心低于保险杠，直接撞向前方，无二次撞击；1米以下儿童直接撞倒，碾过可能性很大。3.碰撞车速推算：3.1按汽车制动印痕推算，式7-72；3.2按行人抛出距离推算行人质量只有汽车5%，碰撞后可加速到汽车速度，根据抛物线轨迹可以推算汽车速

15、度。3.3按车头变形推算：式7-74,7-75第三节第三节 汽车碰撞事故模型构建与分析汽车碰撞事故模型构建与分析第16页/共20页第七章第七章 道路交通事故分析与再现道路交通事故分析与再现09-5-7杭州三菱跑车撞行人事故09-5-9济青高速南线亮适应事故09-5-8历下姚家转弯内轮差事故第17页/共20页第七章第七章 道路交通事故分析与再现道路交通事故分析与再现第四节第四节 道路交通事故仿真道路交通事故仿真第四节 道路交通事故仿真道路交通事故仿真一、事故仿真软件的构成主程序+三个子系统+相应的数据库。二、仿真计算子系统1.数据输入：事故基本信息、事故计算参数输入模块2.分析计算：不同碰撞形态

16、的模块3.动画模拟：不同显示对象的模块三、仿真技术难点数学模型的建立和参数选取。四、仿真软件的应用1.事故处理提供技术支持；2.交通管理提供理论依据；3.车辆被动安全技术设计提供参考；4.安全教育提供技术支持。第五节 道路交通事故案例分析道路交通事故案例分析P183-192五个案例，自学。第18页/共20页第七章第七章 道路交通事故分析与再现道路交通事故分析与再现本章复习思考题1.车辆碰撞的类型有哪些?2.什么是有效碰撞速度？3.事故车速计算的基本方法有几种？4.涉及车速分析的单车事故有哪些？5.教材P193习题5。6.行人被汽车碰撞后运动轨迹有什么特点？如何推算碰撞速度？7.什么是道路交通事故再现？The end第19页/共20页感谢您的观看！第20页/共20页