根据碰撞范围的不同，固定壁碰撞试验可以分为全宽碰撞和偏置碰撞，如图２．１所示。
（ａ）余宽碰掩（ｂ）偏置碰撞
图２．１全宽碰撞和偏置碰撞
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图２２不同彤状的碰撞璧
汽车碰撞方向也可以和固定壁成～定角度，有时还可以在固定壁前面附加各种形状的障碍物，以研究汽车在不同情况下的碰撞特性，如图２．２。
在汽车碰撞实验中，为了把试验车辆的加速增加到碰撞实验所要求的速度，有多种方法可以采用，表２．１列出了国内外进行撞车试验所普遍采用的加
速方法及其特点。
表２１试验车的加速方法
型式分类特点
需要大型牵引车，动力损失较大。
需要较长＝的路段。
使崩牵引乍撞车速度要靠司机调整，需要训练司机。
优点是试
验容易进行，成本低。
需要准备较长的行车距离，容易调整撞车速度，并牵引式使用绞盘
且可以仔细的调赘撞车速度。
在较短的行驶距离中即可达到较高的速度。
因为直使用直线电机接牵引试验车，故不会发生由丁二钢索的原因而产生
的故障，适台干室内试验。
缺点是成本较高。
如果提高可动滑轮的速比．在短的行程内可以达到重锤下落较高的速度。
缺点是在重锤、钢索、滑轮和试验车利用重的连接中产生的动力损失较多，速度糟度不高。
力式为达到撞车速度，行驶距离要足够长，并且试验车下坡行驶的姿态也不是水平的，速度调节比较困难。
优点是
不需要特殊的加速装置。
可以在较短的加速距离内产生较高的碰撞速度。
缺发射式橡皮绳弹射
点是速度控制比较圉难。
自动行
遥控驾驶需要在试验车上安装特殊的自动驾驶设备，成本较
驶式高，但速度控制比较方便。
目前所进行的各种汽车碰撞测试，主要采用的是平面固定壁的正面全宽碰撞试验，如图２．３，这种方法也是美国ＦＭＶＳＳ２０８要求进行的试验。
ＦＭＶＳＳ２０８和ＳＡＥＪ８５０中对固定壁试验进行了规定，主要项目参见表２．２。
圈２．３聱车正面全宽碰撞
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图２．５移动壁碰撞试验
２．１．１．３车对车的碰撞试验
为了检查撞车后双方车辆的外形和刚度变化情况，要进行车对车的碰撞试验。
试验型式一般有正面碰撞，侧面碰撞和追尾碰撞三种。
其加速方式可以参考固定壁试验的加速方式。
图２—６为试验车以等速碰撞的示意图。
图２．６等迷正面撞车试验
２．１．２撞车模拟试验
２．１．２．１台车模拟试验
撞车模拟试验的目的是鉴定乘员的保护装置和各种部件对惯性力的强度特性。
实际撞车时出现的减速度波形是非常复杂的．要把它全部在台车上表现出来是非常困难的。
团此。
采用近似的基本波形、并且把它和全部的速度
变化统一起来，以这个减速度来代表实际撞车时的减速度进行试验。
根据碰撞波形的不同，台车模拟碰撞试验台有冲撞型（弹射式，减速式）和发射型（反推式，加速式１两种。
１．冲撞型模拟碰撞试验
冲撞型模拟碰撞试验与实车碰撞试验过程相仿，它对试验台车具有如下要求：
①台车环境要尽量接近真车情况，以便为实际汽车设计提供参考数据。
②台车结构刚度要大，冲撞时变形要小，要能够重复进行试验，如图２．７。
图２，７冲撞型模拟碰撞试验台
２．发射黧模拟磁撞试验
发射型模拟碰撞试验台是用预先积蓄好的能量将安装有试验晶的平台射出，给予加速冲击，因为加速度方向与实车撞事时的减速冲击正好相反，故应将试验品放置的方向与平台发射方向相反以模拟汽车碰撞过程。
２．１．２．２台架冲撞试验
台架冲撞试验是一种简化的模拟试验。
它的试验方法是对试验车的试验部位直接给予冲击力，从而鉴定该部位的性能。
大致有以下凡种：１．司机头部冲撞试验
用重量６．８ｋｇ，直径１６．５ｃｍ的钢制人头模型，对需要冲撞的部位以适当的方向及速度加速头部模型进行冲撞试验。
２．司机胸部冲撞试验
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这个试验中最典型的是转向盘的冲击试验。
用人体上部的模型，以规定的速度冲击转向盘，测量胸部模型上部的传感载荷。
测量用的力传感器安装在转向盘和转向柱中。
图２虑是转向盘冲击试验的实例。
图２．８转向盘冲击试验
３．座椅安全带试验
把人体模型安装在台车上，进行包括固定零件在内的安全带总成的强度试验。
图２．９是把人体模型和座椅安装在台车上进行试验的示意图。
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图２．９座椅安全带的冲击强度试验
２．２汽车碰撞的计算机仿真
因为实车碰撞试验是一种破坏性的试验方法，耗资巨大，对试验场地要
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图２．１０秉员多刚体系统模型
多剐体系统从结构上可分为树状（开环）和非树状（闭环）型系统１２２１。
就目前而言，对于树状多体系统的研究方法主要有：牛顿～欧拉法、拉格朗日乘子法、高斯法及凯恩一休斯顿方法。
牛顿一欧拉法在处理单个刚体的定点运动时，其推导省力且所得的结果是六个一阶微分方程，形式简洁且易于求解，但当系统包含有一个以上的剐体和质点时，用此方法给出的方程数目往往不够，此时需要对系统中每个刚体和质点单独列写运动微分方程，因而出现了许多约束反力，使未知数增多，方程更加复杂，拉氏方程是一个一般的方法，它将系统作为一个整体研究，在理想约束情况下可以自动消除约束反力而给出与系统自由度数目相同的运动微分方程式，直接由主动力求出运动，但由于引入了动能，需求两次倒数，所以推导过程比较费力，给出的若干二阶微分方程式也相当冗长。
而凯恩一体斯顿方法提出了～种以低序体阵列描述多体系统的拓扑结构，将求导转换为矩阵相乘，用变换矩阵描述各运动变量，并用矢式表示惯性，引进欧拉参数来消除运动过程中的奇点问题，以凯恩方程为基础的多体动力学系统方程可以自动消去不做功的内部约束力，也不必进行冗长的求导运算，故适于计算机运算，成为一种高速有效的多体系统动力学解算方法。
本论文在对乘员人体模型建模时，就采用凯恩一休斯顿方法来处理。
２．有限元法
汽车耐撞性分析的有限元法是２０世纪８０年代后才逐步发展和完善起来
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的，如今已在汽车工业发达国家得到广泛的应用，并已取得巨大的成就口”。
与碰撞试验方法不同的是，有限元法是一种数值方法，分析与计算都完全在计算机上完成，所以应用方便、快捷并且花费相对低廉，因此在当今的汽车碰撞安全性研究中占有十分重要的地位。
有限元法的应用十分广泛，如进行整车的碰撞分析（如图２１１），部件或结构的碰撞分析，或者是安全带、安全气囊与假人的碰撞作用分析等（如图２．１２）。
其求解的内容可包括车身、车架等的撞击变形及动态响应以及人体的碰撞响应等多种未知量，求解的结果可以直接用来评价车辆或部件碰撞安全性能的好坏，以帮助改进结构设计中的缺陷。
图２．１１整车碰撞的有限元分析图２１２安全带作用分析由于此方法的工作完全通过计算机完成，不会象实际碰撞试验那样损坏任何实体，并且能够对初始设计进行快速的评估，所以这种方法应用越来越广泛，并逐步可以取代部分试验工作。
尽管这种方法有着自己特有的优势，但它并不能脱离试验而单独存在。
这是因为以方面碰撞计算所需要的众多参数，如材料特性、部件联结特性等，都必须由试验来提供：另～方面，它受人为因索的影响比较大，如模型的建立、仿真参数的选择等，随分析人员的不同而不同。
因此，仿真计算的结果必须通过试验来加以验证。
只有经过验证的模型才是正确和可用的模型。
２．３本章小结
本章对汽车被动安全性的研究方法作了一个综合性的概述，介绍了两大
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