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新浪汽車技術淺析碰撞測試圖片里的玄機

http://zz.auto.sina.com.cn 2013年05月31日09:16 新浪汽車字號：大中小

碰撞測試圖片中的玄機

　　車輛本身的安全是一個聊得已經俗得不能再俗的話題了，但是即便如此，網上還有很多人樂于拿車禍照片來評斷車輛安全性的好壞，其實這些照片往往不能反映出真實的碰撞安全指標。

假人的評分是大部分所關注的內容

配置昂貴的高速攝影機是為了分析車身變形的狀態

　　本篇我們當然不想討論這些車禍，而想說說碰撞測試。因為碰撞測試的條件對所有參試車輛都是一致的，更能客觀的進行橫向對比。作為碰撞測試結果的星級評定我們也不做討論，這些通過假人測得的損傷評定已經很直觀，而且是在試驗特定環境下產生的，換句話說，實際中的車禍不可能撞得這么“漂亮”。在碰撞測試中除了假人身上渾身的傳感器為評測星級提供依據外，還會安排高速攝像機記錄下整個碰撞過程，安置這些昂貴的器材自然不是為了好玩，而是因為碰撞過程中車身的變形能給車輛設計者提供許多至關重要的信息。

　　作為一個網友，當然接觸不到碰撞測試的核心數據，甚至連車內主梁變形的情況也無法看到(都被褶皺的翼子板和引擎蓋所掩蔽)。所以本文將介紹如何通過碰撞圖片來淺顯的判斷車輛結構是否堅固，并且揭示一些從圖中才能看出的端倪且需要注意的部分。

　　1：A柱褶皺

一般車上強度最高的B柱鋼板厚度不超過2mm

　　現代汽車車身都是由薄鋼板拼焊而成，最厚的鋼板不超過2mm。如此之薄的鋼板要構成形狀復雜并且富于曲線的車身需要精巧的結構設計。這就導致現代車架非常依賴結構強度。

圖中的同學用三張A4紙卷成了三個圓柱形紙筒成功的承載了110公斤的重量，這就是利用了結構力學原理

　　圖中同學用三張A4紙卷成了三個圓柱形紙筒成功的承載了110公斤的重量，利用了結構力學原理

　　為了解釋什么結構強度，我必須引用一個經典的結構學實驗“紙卷頂書”。薄紙卷之所以能頂住幾公斤的書就是利用了紙面垂直強度最大的原理。車架也一樣，薄鋼板通過設計將受力方向上的材料做到最厚，其他方向很薄以減重。

A柱是車身的重要結構，碰撞時將分散撞擊力

　　車輛的A柱與上面提到的紙卷受力原理相同，不過是將薄紙片變成了薄鋼板。從上圖可見，在碰撞時A柱承擔了一部分沖擊。所以我看碰撞測試的時候都比較關心A柱是否變形。

　　為什么說A柱褶皺很可怕？同樣還是通過“紙卷頂書”來說明，頂著書的紙卷如果你從側面輕輕捅它一下，只要有一點折痕整個紙卷就會被書壓垮。因為那一點褶皺已經使它喪失了合理的受力結構，紙卷上出現了一個“破壞點”，整個結構就從這個“破壞點”開始擴散。當然車架設計上會留有余度，不會一點變形就導致整個結構開始潰散，但也只是略好一些。

A柱如果變形了，會發生車艙塌陷的恐怖情況

A柱褶皺都伴隨著車艙變形

　　A柱變形的結果是可怕的，圖中這些A柱發生褶皺的車輛整個乘員艙都潰縮了。因為沒有A柱的支撐，所以車頭向上折起，壓縮了前排乘員的生存空間。這種惡果發生的原因只是A柱變形了、無法支撐車尾向前沖的慣性導致車尾把車艙壓癟了。

敞篷車碰撞中車尾的慣性將底盤折彎

　　由此很多人會聯想到敞篷車那種沒有車頂、A柱戳在空氣中的類型，這些敞篷車沒有連貫的車頂來抵抗車尾前沖的慣性，碰撞中豈不是更危險？而實際上敞篷車都會通過加固底盤作為車頂結構的替代。但即便底盤加固了，本來由底盤和車頂同時分擔的車尾的慣性全都加在底盤身上，底盤也會無助的彎折。觀察上面的圖片，敞篷車在碰撞時車門受到擠壓而產生的變形更加嚴重，整個底盤明顯的向上彎折。

老車型的A柱有一個明顯的拐點，碰撞時A柱會從這里開始變形

　　而為什么我們經常說老三樣不能買，就是那種在國外早就停產了而在國內還在賣的車。它們的車身結構設計還是幾十年前的水平，在當今遠不能達到碰撞測試的要求，所以你們也肯定沒見過捷達、桑塔納和愛麗舍做碰撞測試。這些車古老的結構在外觀上有一個明顯的特征，就是A柱帶個明顯的拐點，2000年以后設計的車是見不到這個拐點的，而現在車的A柱又設計得更加圓滑，這一方面是考慮到風阻，另外很重要的是為了保持A柱的完整，讓它不存在能出現褶皺的應力集中點。

　　2：翼子板的變形方向設計