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我们看一下

随着车身的碰撞变形

那这个过程是怎么样一个过程

在汽车的碰撞过程中呢

车不是一下子

就停下来的

它是一个逐次停下来的（过程）

对吧

我们要回顾一下

中学的物理或者力学

当一个车撞到

比如说一个不可变形的墙上的时候

最先接触的保险杠

它是最先停下来 对吧

它的速度马上就等于

你的障碍物的速度了

它的速度就是零了

对吧

但是车的后半段呢 后轮呢

后保险杠呢

这些都还在以初始速度在往前走

如果初始速度是50公里每小时

当然还在以50公里每小时速度往前走

逐渐越来降越低 对吧

50 40 30 20最后到零

所以这是一个依次停止的过程

那这么一个过程呢

大家想一想

大概如果一个标准的汽车碰撞实验

长度有多少

我们不说那些非标准的

大家网上看到的

就是标准的

大概的长度有多少

时间长度 想一想

200毫秒

对 有人说几十毫秒

几十毫秒也可能

我估计将来有这个趋势

要在几十毫秒

车越来越小 越来越刚硬

时间会越来越短

正常的情况呢

我们现在大概是100到200毫秒

100到200毫秒呢

就是从开始接触到反弹

反弹以后呢我们就不大管它了

因为反弹出去以后

动能就很少了

对吧

所以这是一个整个的过程

那我们来考虑一下

在整个碰撞过程中

车身是怎么响应的

乘员是怎么响应的

车身或者车辆呢

它会发生什么后果

后果很简单 对吧

就是破坏变形

很可能这个车就报废了

那乘员会发生什么后果

想一想

并不是所有的

严重的碰撞事故

都会造成严重的伤亡

也并不是所有的轻微的碰撞事故

都没有损伤

对不对

所以呢人员的话

有可能会欢蹦乱跳的走出来

没有任何问题

还在跟人吵

为什么你撞了我

到底是谁的责任

也可能呢发生了轻伤 重伤

或者是更严重的损伤

甚至死亡

所以这就是我们产生的后果

哪些因素影响车身的碰撞响应

和乘员的碰撞响应

这是我们今天下午想要花时间

花三个小时以上的时间来阐述的

就是在整个过程中

哪些因素影响车的碰撞响应

所以响应就是说

你给它了一个外载荷

外载荷就是撞上了 对吧

它是怎么响应的

或者怎么反应的

乘员是怎么响应的

这是我们希望通过这个视频

大家能够掌握的

好 我们看一看

大家脑子里

印着我们这个视频

这么一个标准的

法规里阐述的

在实验室里做的一个实验

那我们看看它的动能

在碰撞之前

汽车的动能怎么计算

很简单 对吧

1/2 MV方

一共就两个参数

速度和质量

那在碰撞结束之后

动能是多少

这个也很简单

我们从来没有看到碰撞之后

车还在跑的

对吧

所以在碰撞之后 动能是零

那就要问这个动能去哪了

一般这个动能的去处呢

很多人

包括中学生

包括我上课的大一的学生

他都能抓住最主要的去处

但很多不大主要的去处

也是蛮重要的抓不住

待会儿我要是列出来的话

大家想想

有什么你们没有想到的

我估计你想到的

从大的来讲就是说

当汽车发生碰撞的时候

所有关联的物体

所有关联的物体

它发生变形 破坏

最后做功生热

动能就去了这个地方

那你想得全

还是想不全

差别在哪呢

就是这个所有的（关联物体）

实际上我已经提示大家了

就是所有的关联的物体

那想一想

当车在街上发生一个碰撞事故

所有的关联的物体

都是哪些

这样就能想全了 对吧

整个过程呢

我们就把它称作

动能的碰撞吸收

或者是俗称叫做碰撞能量吸收

对吧

哪些物体就所有关联的物体

哪些物体参与了

能量吸收

我们来一个一个看一看

比较容易想到的就是车身了 对吧

我们天天设计车身

车身的变形损坏

它要吸收能量

这是最核心的部分

那剩下的可能就是大家可能没想到的

路面可能的摩擦

然后你被碰的物体

你撞到护栏上了

撞到另外一棵树上了

撞到一个行人上了

这个行人也会贡献呢 对吧

虽然你对他造成了伤害

他也帮助你吸收一部分能量的

车里的乘员约束系统

这是我们在设计车的时候

要来保护乘员的

那安全气囊

安全带 座椅等等

这些都会把一部分动能

甭管是你乘员的动能

还是车的动能

因为它是发生相互关联的

会吸收掉

比较容易漏掉的

是这个最重要的部分

就是乘员本身

你想这个乘员本身

他自己有一个初始动能

1/2 MV方

这里边的V是车的那个速度

你车是多快

人就有多快

这里面的M呢

是乘员的质量

70公斤也好

50公斤也好 80公斤也好

那这部分动能最后也变成零了

如果这部分动能

全部由你的身体来吸收

恐怕你十有八九

就致残 或者致死了

所以一定是

这部分动能

如果有一百份的话

可能其中一部分

1/3 1/4

被你自己身体吸收了

另外大部分

被汽车的车身

或者乘员约束系统吸收掉了

所以这部分呢是最重要的

或者说我们最想关注的

这部分呢也是乘员致伤 致死的原因

乘员的这部分

好 我们来看一下

按照刚才的思路

看看汽车碰撞的

我们把它定义成三个层次

这三个层次呢就是从外到里

这三个层次

所以最外边的层次呢比较简单

就是汽车的外部

车 车辆 车身

跟外部的障碍物发生了碰撞

外部的障碍物

可以是另外一辆车

可以是护栏

可以是以一棵树

可以是一个行人

可以是一个自行车

这是第一个层次的碰撞

所以第一个层次的碰撞呢

实际上是决定了

车 以多快的

以什么形式停下来

你要撞到一个行人的话

可能对你影响不是很大

你要是以某种形势撞到护栏的话

看你的碰撞角度

你可能会停的比较慢一点

但是你要是迎头撞上另外一辆车

那你停的就会比较快一点 对吧

所以这个是第一个层次的碰撞

那第二个层次呢

我们逐渐往里

第二个层次呢

就是乘员跟乘员约束系统

因为乘员坐在车里边

跟车身

它是两个物体

00:07:56,582 --> 00:07:57,589
它是两个独立的物体

那它发生相互用呢

就是里边的乘员约束系统

如果没有任何乘员约束系统

其实也等于有乘员约束系统

如果没有任何乘员约束系统

人最终会撞到风挡玻璃上

那个就是最后的乘员约束系统

对吧

所以这是第二个层次的碰撞

就是乘员跟内部的这些

内饰 约束系统发生碰撞

你的胸部 胸骨啦

跟安全带发生碰撞

那第三个层次呢

继续往里 对吧

第三个层次

别忘了我们人体的内部

也不是铁板一块

不能说你的胸骨被安全带挡住了

停止了

所有身体的各个部位同时就停止

不可能对吧

所以你身体的各部位

也是按照不同的次序停下来的

那这个就更复杂了

这就是我们

整个的碰撞安全

这个理论或者是设计里面

最复杂的部分

你人的坐姿

对吧

然后这个在身体内部

不同部件之间的互相牵扯

大家可以想像

这肯定就是

受伤的最重要的原因是吧

如果他身体内部的这些部件

这些元件

没有互相之间的挤压

这些个牵扯

可能你就不会受伤 对吧

如果正常的

汽车的紧急制动

人呢也会有运动

但是他内部的这些脏器呢

牵扯的没有那么大

就不会有严重的受伤

因为我这放了一个胸腔的

图

比如说胸腔会挤压变形吧

然后挤压变形

如果严重的话

肋骨会断掉若干根吧

断掉若干根肋骨以后

如果你很不幸

某一根肋骨

可能就会刺穿肺或者是心脏

刺穿肺还是个轻伤

要刺穿心脏

就是个重伤了 对吧

然后我们再看其它的内脏

这里边心脏 肺

还有心脏大血管

这些元件它的刚度和强度

都是不一样的

质量也是不一样

也就是说

大家原来都是以

50公里每小时的速度往前运动

现在突然你给他一个外载荷

说要停下来了

那这三个东西

它软硬不一样

停的顺序就不一样

对吧

比如说假如说这三个里边

心脏是最硬的

相对来讲最硬的

那它如果往前跑不了

前面被胸骨挡住了

被安全带挡住了

它只好往边上跑对吧

因为边上的肺

比它要软嘛

对吧

所以呢它往边上跑

那肺体积也不小了

如果它的移动太大了

那肺是不怕挤压的

肺的可变性容量是很大的

那没有关系

那心脏跑的太远也没有问题

但别忘了 心脏

和心脏大血管

是通过它跟身体来联系起来的

连接起来的

心脏大血管

我不知道有多长

它能不能允许你

拉伸100%的长度

如果心脏跑出去

80个毫米

心脏大血管拉伸80个毫米

80毫米这么多呢

当初我们设计心脏大血管的时候

是不是设计了这么大的安全余量

如果不是

就会发生主动脉拉断

这是我们

这是最严重的一次受伤

这就是我们说的

碰撞的三个层次

那我整个的汽车的结构的碰撞安全性

和乘员约束系统的设计

基本上就是围绕这三个层次来做的