交通事故痕迹鉴定中的车辆碰撞动力学分析

交通事故痕迹鉴定中的车辆碰撞动力学分析

周晓熙

黑龙江省兰西县公安交通警察大队    151500

摘要： 根据汽车结构特点，结合相关理论与方法建立起一套完整的车辆碰撞动力学分析模型。通过对车辆碰撞过程的力学特性、碰撞动能和动量的计算方法进行深入分析，运用碰撞动力学分析技术，可以实现对事故过程的重建、碰撞速度和角度的确定，从而推断出事故责任和车辆行为。

关键词：交通事故痕迹鉴定，车辆碰撞动力学，碰撞速度，碰撞角度

引言

鉴定交通事故痕迹是一项重要的措施，可用于确定交通事故的责任和判断车辆的行为，从而提高交通安全水平。目前我国汽车交通事故损伤程度评定主要采用人体生物力学分析方法。在鉴定过程中，对车辆碰撞动力学进行深入分析是至关重要的一环。利用三维软件建立汽车车身模型，然后导入有限元分析平台中，模拟不同车速下的车与路发生碰撞的全过程。通过对车辆碰撞过程的力学特性进行深入分析和精确计算，我们能够准确地确定碰撞速度、角度和力的大小，从而实现对事故现场的全面重建，并为相关证据提供有力支持。

1车辆碰撞动力学的基本原理

1.1 车辆碰撞过程的力学特征

在交通事故中，车辆碰撞过程所涉及的力学现象异常复杂，其复杂性不容小觑。其中包括弹性变形、塑性变形和摩擦等物理现象以及接触力作用下材料性能变化等问题。对于痕迹鉴定而言，深入了解和分析碰撞过程中的力学特性具有至关重要的意义。碰撞的过程可分为接触阶段与分离阶段。在车辆相互接触的过程中，导向力在传递和分布方面发挥着至关重要的作用。由于摩擦产生摩擦力，因此车辆间相对位移是影响力传递的关键因素。刚性和非刚性碰撞是力传递的两种形式，前者假设车辆为刚体且不存在能量损失，而后者则考虑了能量损失和形变的影响。

1.2碰撞动能和动量的计算方法

在碰撞过程中，衡量能量和运动状态的重要标志是碰撞动能和动量，这两个指标能够反映出物体之间的相互作用和运动状态。通过计算碰撞动能和动量，我们可以对碰撞过程进行精确的定量描述，从而更好地理解其物理本质。因此，如何准确地确定车辆碰撞时的动能及动量对于研究汽车安全技术有着极其重要的意义。物体的运动状态可以通过动量来度量，而动量则与物体的质量和速度密切相关。动量守恒条件表明，当一个质点做匀速直线运动时，如果该质点相对于另一质点有足够大的加速度，则该质点所受合力等于该点到两惯性系之间距离的平方。

2车辆碰撞动力学分析在痕迹鉴定中的应用

2.1利用碰撞动力学分析重建事故过程

通过对车辆碰撞动力学进行深入分析，我们可以有效地还原交通事故的发生过程。为了能够更真实地模拟汽车在行驶中与行人相撞的情况，需要对汽车进行精确而又快速的运动仿真计算。通过对事故现场的痕迹和相关信息进行收集和分析，我们可以运用碰撞动力学原理，还原车辆之间的相对位置、速度和碰撞力等参数，从而还原事故发生时的场景。在进行车辆碰撞力学分析中，需要建立起描述碰撞运动规律的数学模型。通过运用物理模型和计算方法，我们能够推导出车辆在碰撞前后的状态，并进一步确定碰撞痕迹的生成方式和位置。还可计算出车内人员损伤情况以及乘员头部受损程度，为进一步研究汽车碰撞问题打下良好基础。这些分析结果为事故的调查和痕迹鉴定提供了至关重要的基础，为我们提供了有力的支撑。

2.2确定事故中的碰撞速度和碰撞角度

通过对车辆碰撞动力学的深入分析，我们可以推算出事故中车辆所受碰撞的速度和角度。根据不同车速下的受力情况以及运动状态，可建立相应的运动学模型。通过运用物理原理和数学模型，我们能够推算出车辆在碰撞前后的动能变化，同时结合碰撞力的方向和大小，推导出碰撞速度和碰撞角度的潜在范围。利用这一方法可对不同车速、不同车型进行比较，还能预测交通事故发生时是否存在其他因素造成严重伤亡或财产损失等后果。在判断事故责任和鉴定痕迹方面，这一点显得尤为重要。通过综合考虑事故现场的实际情况，我们能够更加精准地确定碰撞的速度和角度，从而提供科学可靠的证据和分析结果。

2.3判断事故责任和车辆行为

通过对车辆碰撞动力学的分析，我们可以推断出事故的责任，并对车辆行为进行评估。利用汽车运动学理论对交通事故进行仿真计算是目前国内外研究比较热门的课题之一。通过对碰撞力的大小、方向和分布进行细致的分析，我们可以推断出车辆在事故中的行驶状态、制动情况以及驾驶员的反应等重要信息。利用这一分析方法对一起汽车追尾交通事故进行了研究。在事故责任的判断、驾驶员过失和行为的评估以及各方责任和义务的确定方面，这一句话具有至关重要的意义。碰撞动力学分析为事故的处理和判定提供了基于客观、科学证据的有力支持，从而为事故的处理和判定提供了可靠的依据。

3车辆碰撞动力学分析的方法和工具

3.1使用物理模型和计算模拟

分析车辆碰撞动力学的方法和工具涵盖了物理模型和计算模拟，这些方法和工具可用于深入探究碰撞事件的本质和规律。在碰撞仿真时使用计算机仿真技术能够简化建模步骤、提高运算效率和降低试验成本。基于力学原理和实验数据，我们建立了一个数学模型，用于描述车辆碰撞过程中的力学特性，这个模型被称为物理模型。计算模拟是在计算机上利用数学方法实现对汽车车身结构或部件动态响应规律的定量分析。通过考虑车辆的质量、形状、材料特性以及碰撞过程中的能量损失和形变等因素，物理模型能够实现对碰撞过程的定量描述和分析，从而为我们提供全面的了解。计算模拟是根据实际工程问题而采用数值分析方法求解汽车碰撞系统响应的一种仿真手段。利用计算机技术进行车辆碰撞动力学分析的方法，即计算模拟，是一种高效的手段。利用有限元数值分析方法，将实际情况与理论计算结果结合起来，研究汽车在各种行驶工况下受到撞击时各物理量的变化，从而得到汽车所受的冲击力、加速度及其它一些相关信息。

3.2数据采集和实验测试技术

对于车辆碰撞动力学分析而言，数据采集和实验测试技术是不可或缺的两个环节。为了实现对汽车安全性能进行评估，需要获得精确而可靠的交通事故资料，这就要求在设计开发过程中必须充分了解车辆的运行特性及行驶环境，以便制定出有效的控制策略。收集事故现场的痕迹和相关信息，包括车辆碰撞点的位置、痕迹的形态和大小等，是数据采集的重要组成部分。同时也要对一些重要参数进行标定或校准，比如加速度传感器和位移传感器以及其他与碰撞过程有关的物理量。通过对这些数据进行精细的记录和测量，我们能够提供事故发生时的实际情况和可靠依据，从而为后续的分析和判断提供精准的数据支持。实验测试技术可利用实验室或实际场地进行车辆碰撞试验，以获取碰撞过程中的实际数据和参数，从而提高实验的可靠性和准确性。

结束语

在鉴定交通事故痕迹时，运用车辆碰撞动力学分析是一项至关重要的技术。通过运用碰撞动力学原理和分析方法，得以还原事故过程，确定碰撞速度和角度，进而推断事故责任和车辆行为。目前国内外已经有很多相关文献对其进行过系统的总结和介绍，并且提出了多种基于碰撞动力参数计算汽车损伤程度及致伤部位等信息的模型与算法。

参考文献

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[2]李文兵，孙建华，张亚宁. 车辆碰撞动力学分析在交通事故鉴定中的应用[J]. 中国公路学报，2017，30(2)：142-147.

[3]陈春海，李建国，崔晓涛. 车辆碰撞动力学分析方法在交通事故痕迹鉴定中的应用[J]. 交通科技，2019，14(4)：19-24.