主题：板材厚度与安全没有直接关系！（原创） [精]
作者：yikun_deng　　发表日期：2005-06-30 20:16:58 [表状]




板材厚度与安全没有直接关系！

我的观点是：驾驶员的安全和车体的安全是两回事！板材厚的车体安全，驾驶员未必安全！

1 先了解一下世界上号称最安全的车的情况：在北京某高速公里上发生事故，车体剩下驾驶室的框架，而发动机仓和后箱都不见了，人会如何呢？该车上人都是轻伤；该车为Volvo 的什么型号不记得了，最终该车作为Volvo的安全宣传的正面教材；

2 车辆和其他物体（包括车等）相撞主要是能量问题，动量和力直接相关；动能和能量相关； 动量为M*V，动能为M*V*V；
动量越大的车与其他物体相碰之后产生的力是破坏的来源，如何减小该力呢？由动量定理：M*V=F*t;因此要增加时间，是减小力的唯一途径，当然在MV不变的情况下；如何增加时间呢？也就是要增加碰撞的过程时间，让碰d撞持续的时间更久。从相同高度自由落体的鸡蛋，如果跌入海绵中不会破裂的，跌入水泥地板上就破裂，这就是海绵和水泥地板的对鸡蛋造成的影响；
从车体来看如果车体过硬，如果是10cm的钢板的车与其他物体碰撞，人在超短时间内从速度V降低到0；那么力量是很大的，前面有朋友说过，安全带和安全气囊都可能把驾驶员弄死；因为力量太大了；安全带把驾驶员肋死了......... 如果是1mm的钢板，则加长了碰撞时间，力量小了，造成车体的损伤，而驾驶员无损是我们希望看到的结果；VOLVO车就是如此结果。

3 碰撞的能量问题
在碰撞过程中如果板材为10CM碰撞接近完全弹性碰撞，车体不会遭到损坏，而车体还会保持先前的能量，那么车体质量不变的情况下，高度没有变化的情况下势能不会发生变化，这样最直接的后果就是车体还会保持原先的能量；如何保持原先的能量呢？有多种可能，还要区分是否碰撞在同一直线上来分析，情况多了不多说。这里就讨论在同一直线上的情况，要么会有一个相反的速度在保持该车的能量（因为另外的物体动量更大而不是能量）；要么保持相同的方向以一个较低的速度向前前进；

能量是不变的；（情况比较复杂与两个物体直接的质量还有关系不多谈了；）如果是前者就比较糟糕，驾驶员在极端的时间内先是向东然后再向西；人受得了吗？ 尤其是驾驶员是被动的由保险带来决定你的方向，那么驾驶员会发生什么情况？
举例：用一个足够大的乒乓球里面装一个鸡蛋，当撞向墙面的时候，乒乓球外壳没有损坏，鸡蛋肯定是碎了；因为乒乓球外壳和墙面之间发生了弹性碰撞。鸡蛋的下场和开10CM厚板材的驾驶员一样；

如果是沿先前的方向向前前进那么你要保证你的车比另外一个物体（车，墙等)的动量大（绝对值）；
举例： 子弹打大象就是这个原因，子弹的速度高可质量小，因此大象不会沿子弹方向跑，子弹最终也只能在大象身体里面了； 还有就是用一个铅球以速度v去撞击相向而来的乒乓球，乒乓球反向沿着铅球运动方向跑；铅球的损伤很小；
世间的大多数车体没有这么悬殊的能量比；因此发生该情况的损伤也比较小；
非直线碰撞就不多说了。情况复杂......

如果板材为1mm，整个系统的碰撞是完全非弹性碰撞；整个车体都参与碰撞，车体部分相互挤压摩擦消耗能量，降低整个系统的动能；也即动能转变为热能在车体相互挤压当中消耗掉了（这样就是为什么会发生火灾的原因了）；在质量不变的情况下，速度自然降低；速度低了动能就小了；当然板材的厚度使得不让整个碰撞时间持续到导致驾驶仓也参与碰撞和挤压为好，因为驾驶员安全最重要；因此需要板材有一定的厚度，但绝对不是10cm；
从这里也可以看到，板材偏厚的即质量大的动量改变也越困难，因此质量大也有利于车体保持先前的运动方向；整个系统的能量被另外一个物体吸收；这也就是奔驰碰飞渡之后，飞渡扮演了吸收能量的角色.......


4 总结：
要提高驾驶员的安全而不是提高车体的安全；因此要采取的措施如下：

(1)增加碰撞时间；
即将车体板材不能做的太厚，应该引导碰撞，使碰撞趋向于非弹性碰撞；将能量尽可能让车体吸收而不是让车体将能量转移保持；
(2)选择适当的板材厚度；
适当不是越厚越好；该厚度要和汽车的设计速度成一定关系；速度大碰撞的时间想要加长，那么需要更加厚的板材来帮忙，这也就说明白了为什么奔驰宝马车板材厚，设计速度为250km以上当然要比设计速度在180－200Km的本田车板材厚了；同时质量大的奔驰宝马也决定了要更厚的板材。因此选择板材是厂家根据车的设计来定的；