道路交通事故分析与处理（第六章）.ppt

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1、2023/3/2道路交通事故分析与处理道路交通事故分析与处理第六章交通事故技术分析普通高等教育规划教材普通高等教育规划教材2023/3/2第一节 车辆运动速度第二节 车辆运动轨迹第三节 驾驶员措施行为第一节车辆运动速度速度是形成各种交通现象的必要条件。分析交通事故发生的原因，速度是关键性的因素，因为汽车超速行驶有时会造成交通事故。根据现场遗留的车辆轮胎痕迹、人体被撞击抛出的距离等现场资料，来推断交通事故车辆碰撞前的瞬时速度，是分析交通事故原因和交通事故处理中经常遇到，也是必须解决的实际问题。由于交通事故发生过程十分短暂，而且变化又十分复杂。仅以事故现场的资料来准确地计算车辆行驶速度值是很困难的

2、，有时甚至是不可能的。但是，如果应用汽车运动力学理论，用分析和试验的方法推算出近似的速度，一般可满足交通事故分析再现的需要。第一节车辆运动速度汽车驾驶员在驾驶汽车过程中突然遇到潜在危险时，在大多数情况下会采取紧急制动措施，在事故现场遗留下轮胎制动印迹。拖印距离是车辆制动过程中的持续制动时间内车轮所驶过的距离，所以拖印距离又常称为持续制动距离。持续制动距离与车辆行驶速度的平方成正比。车速为原来的2倍时，持续制动距离变为原来的4倍。汽车制动时，轮胎在地面上要遗留下印迹。汽车制动开始前的绝大部分动能将消耗在轮胎对地面所做的摩擦功(包括车轮制动器摩擦副之间的摩擦功)。一、以制动拖印长度推断与计算事故车

3、速度第一节车辆运动速度根据功能守恒定律，汽车制动时摩擦阻力所做的功(Fs3)恒等于汽车制动减速过程中所消耗的动能 ，即(6-1)式中：m汽车质量，kg；0汽车出现拖印时的初速度，m/s；F汽车制动时的地面制动力，F=(i)mg；道路附着系数；i坡度(%)，上坡为正，下坡为负；g重力加速度，9.81m/s2；s3汽车制动时拖印距离(即持续制动距离)，。一、以制动拖印长度推断与计算事故车速度 第一节车辆运动速度将F(i)mg代入式(6-1)，得s320(6-2)由此，通过现场勘测制动拖印，如果制动所做的功是作用在全部车轮上(所有车轮制动都有效)，附着质量被充分利用时，就可测算出事故车辆出现拖印时的

4、初速度，即(m/s)(6-3)或者 (km/h)(6-4)若制动不是作用在全部车轮上，则事故车辆在各种制动方式下出现拖印时的初速度推算公式列于表6-1。一、以制动拖印长度推断与计算事故车速度第一节车辆运动速度汽车在各种制动条件下初速度计算公式表6-1。一、以制动拖印长度推断与计算事故车速度第一节车辆运动速度汽车在各种制动条件下初速度计算公式表6-1。一、以制动拖印长度推断与计算事故车速度注：s3-制动拖印长度,;-道路附着系数;0-初速度,m/s;i-坡度,%;hg-重心高度,;L-轴距,;L1-质心到前轴的距离,;L2-质心到后轴的距离;g-重力加速度,9.81m/s2;-制动力系数;f-滚

5、动阻力系数。第一节车辆运动速度算例：利用制动拖印推算相撞时车速。在形交叉路口上，一辆左转弯汽车与迎面驶来的汽车刚好接触，两车损坏轻微。迎面来车紧急制动在路面上留有拖印32.5m长，汽车为液压式制动系统，路面为平直干燥的沥青路面，试利用制动印迹推算两车接触时的车速。汽车开始制动时的初速度a等于汽车制动出现拖印时的初速度0与出现拖印前的速度降低量0之和。解题过程如下：汽车出现制动拖印时的初速度0计算式为(km/h)(6-5)一、以制动拖印长度推断与计算事故车速度第一节车辆运动速度轮胎与路面间的附着系数，可通过现场试验确定。具体方法是。利用事故车辆或与相似的车辆在事故地点的路面上以一定车速(如40k

6、m/h)行驶，紧急制动测量拖印长度，连续几次取平均值，即(6-6)如汽车以40km/h车速行驶，紧急制动，测量拖印长度5次，取平均值为s310.3m，则一、以制动拖印长度推断与计算事故车速度第一节车辆运动速度出现拖印以前的车速降低量0是指汽车开始减速到出现制动印迹以前这段时间的速度降低量，在平直道路上0计算式为(6-7)(6-8)对于液压式制动系统，t20.2s,k3.53,由此计算事故车辆行驶速度为 (km/h)计算结果表明,迎面来车的车辆在T形交叉路口处车速太快，负事故主要责任。一、以制动拖印长度推断与计算事故车速度第一节车辆运动速度对于汽车碰撞自行车、行人等交通事故,事故汽车几乎没有损坏

7、,仍能照常行驶。因此，可以利用事故车辆进行现场试验，以局部模拟事故的过程，来推算汽车原来的最低速度。现场模拟试验的方法，就是利用事故车辆以一定车速在现场路面上进行制动试验，把试验用的车速和制动得到的拖印长度，与事故现场遗留下的制动拖印长度进行比较，从而推算出车辆事故前的最低车速。设s1为事故现场遗留下的的制动拖印长度,s2为现场试验得到的制动拖印长度,1为事故前的速度,2为模拟试验的车速。二、通过现场试验推算车速第一节车辆运动速度由于 ,则有(6-9)二、通过现场试验推算车速；第一节车辆运动速度算例：利用现场模拟试验推算车速。一辆载货汽车在道路上行驶,突然有一辆自行车横过道路,汽车紧急制动,留

8、下制动拖印长度为19.4m，将自行车撞倒致骑车者死亡。试用现场模拟试验方法推算载货汽车的车速。解：经5次模拟试验，初速度为40km/h紧急制动时，测得现场遗留下制动拖印平均长度为16.2m，则可推算事故汽车保守车速为二、通过现场试验推算车速第一节车辆运动速度当汽车驶入弯道时，由于离心惯性力的作用，使汽车的前外轮受力较大。在侧滑的地点，前外轮胎的外缘在弯道上遗留下一条较窄的印迹，约6cm的细线条痕。当车辆进入侧滑甚至旋转时，这条较窄胎痕可增加到轮胎与路面接触的宽度。这条由轮胎受力较重而产生C和垂直平分线M的方法侧滑的印迹成为计算车速的重要因素。有两种计算速度的方法。其一为汽车行驶于弯道滑离路面时

9、的速度，另一为当汽车行驶至弯道时滑离所在行车道以外的速度。三、利用侧滑印迹推算车速图6-1 绘制车辆侧滑印迹和行驶路线的弦线第一节车辆运动速度计算汽车驶于弯道滑离路面时的速度时，利用侧滑印迹来计算弯道半径。计算汽车驶至弯道时滑离单行车道以外的速度时，利用车行道中心(行驶中心)作为周边。汽车侧滑时的初速度计算式为(6-10)式中：汽车侧滑时的初速度，km/h；道路附着系数；e路拱；R弯道半径，m。绘制车辆的侧滑印迹和行驶路线C和垂直平分线M的方法，如图6-1所示，图中M为垂直平分线。三、利用侧滑印迹推算车速第一节车辆运动速度算例：利用侧滑印迹推算车速。一辆汽车以高速驶入弯道并产生侧滑，在弯道上遗

10、留下一条长61.4m长的侧滑印迹。现利用侧滑印迹长度的第一个1/3段(20.47m)作为周边测得弦长为15.35m，垂直平分线段长为0.614m，路拱为0.05，道路附着系数为0.7。(1)计算侧滑印迹的半径R计算式为 式中：R弯道半径，m；C弦长，m；M垂直平分线段长，m。三、利用侧滑印迹推算车速第一节车辆运动速度(2)计算汽车侧滑时的初速度为 算式 不适用于车辆使用了制动而偏离其弯道的情况，也不适用于重型车辆的计算。三、利用侧滑印迹推算车速第一节车辆运动速度为了保证车辆顺利的起步，车辆驱动力F必须大于行驶阻力；在小于或等于附着力时，轮胎无滑转；当驱动力大于附着力时，地面施加于汽车的驱动力仅

11、等于附着力，而剩余的力通过轮胎与地面之间的滑转摩擦所消耗掉，故可列出等式为(6-11)式中：m汽车质量，kg；A汽车加速度，m/s2；f滚动阻力系数；wr驱动轴荷重，N；W车辆总重，N；k驱动轴占总轴数比(后轴驱动时k0.5，全轮驱动时k=1)。四、起步后行驶速度和距离的推算第一节车辆运动速度其中：(6-12)(m/s)(6-13)行驶距离x为(6-14)从式(6-13)和式(6-14)中消除t，则(6-15)(6-16)四、起步后行驶速度和距离的推算第一节车辆运动速度将式(6-13)代入式(6-16)，得(6-17)根据式(6-15)可求出起步后，车辆行驶至不同位置的车速。而按式(6-17)

12、又可求出车辆到达不同位置时所经历的时间。但是，应用这些公式时，滚动阻力系数f很难确定。因为在起步时车轮存在滑移，故这时的实际滚动阻力系数比自由轮状态大得多。为了计算的方便，可把起步后的加速度变化，简化为图6-2的形式。根据实验曲线图6-2的关系，加速度可按如下的方法计算。四、起步后行驶速度和距离的推算图6-2汽车起步后的加速度变化第一节车辆运动速度起步后01.2s；a1.63t，m/s2；1.2以后，a1.96m/s2。起步后00.6s；a6.53t，m/s2;0.6s以后，a3.92m/s2。从上述关系可导出轿车起步t1时刻后的速度和距离x分别为 四、起步后行驶速度和距离的推算轿车1摩托车2

13、第一节车辆运动速度整理得(6-18)(6-19)联立式(6-18)和式(6-19)，消除t1，得(6-20)同理,摩托车的为(6-21)这样可以把起步后行驶距离x和速度的关系,绘成图6-3的曲线。四、起步后行驶速度和距离的推算图6-3汽车起步后加速距离和 速度的关系第一节车辆运动速度算例：在无信号控制的交叉口，汽车碰撞正在过人行横道的行人，道路的宽度为6，根据推算汽车撞人时的速度为28km/h，在交叉口前有暂时停车的标志。汽车驾驶员陈述：“在暂时停车线前停车，因为视线差，不能清楚地看清交叉口的情况，主观认为没有什么问题，而驶进交叉口”。试问其陈述是否可信?从图6-3可知，碰撞时的速度是28km

14、/h，若汽车起步后全力加速要走20；这个距离已超过碰撞点到停车线的距离，故证明驾驶员在停车线前根本没有停车，从而可知其陈述是虚假的。四、起步后行驶速度和距离的推算第二节车辆运动轨迹与其本身动量相差悬殊的物体，如行人或自行车时，双方的质量和速度相差悬殊，碰撞不会导致汽车运动速度和运动方向发生明显变化。因此，汽车运动轨迹在碰撞点处不会有突变。汽车与汽车相撞时，两者碰撞冲量较为接近，碰撞后车辆的运动轨迹及状态均将发生显著变化。整个碰撞过程实际上可认为是由两个阶段组成。第一阶段是能量交换阶段，两车接触持续时间为0.10.2s；第二阶段是碰撞后的运动阶段，参与碰撞的两车相互分开，分别以不同的轨迹运动直到

15、最终停止。在其数秒的持续时间里，驾驶员若未受伤会有能力和时间进行踏踩制动踏板或转动转向盘等操作，从而影响车辆碰撞后的运动轨迹。一、汽车碰撞前后的运动形式第二节车辆运动轨迹汽车正面相撞时，由于两车质心在同一直线上运动，碰撞中不产生互相作用的回转力矩，所以碰撞后两车的停止位置一般和原先的行驶方向偏离不大，但由于两车动能(动量)的不同将使动能小的车从碰撞位置后移。在正面碰撞过程中，车辆的变形量与碰撞前两车的相对速度成正比，且本车的变形量与对方车的质量成正比，本车在碰撞中吸收的能量与对方车质量的平方成正比。汽车追尾相撞，由于动量的交换，后车促使前车加速，两车都沿原行驶方向运动。在侧面碰撞中，不论是正交

16、或斜交相撞，都会使碰撞双方不同程度地偏离碰撞前行驶方向，做边平移边回转的运动。车辆运动的轨迹取决于碰撞冲量、撞击部位、车辆结构及质量分布、操纵系状态(车轮制动情况，转向轮偏转角)、附着系数等。由于汽车的损坏一般仅限于碰撞接触部位，故此时可按刚体运动规律，来分析汽车碰撞后的运动轨迹。一、汽车碰撞前后的运动形式第二节车辆运动轨迹碰撞后阶段(Post-crashphase)，是指汽车碰撞后从碰撞车体分开直到汽车运动停止的过程。汽车碰撞前的状态和碰撞性质直接影响汽车碰撞后的运动，因此，分析汽车碰撞后的运动应考虑碰撞前汽车运动状态。表6-2为轿车和轻型客货车碰撞前运动状态。一、汽车碰撞前后的运动形式第二

17、节车辆运动轨迹注：1.直行状态：意味着驾驶员有操纵的选择但却没有采取任何相应的紧急避免措施，属于人车环境闭环系统中的人这一环节失调。其原因，一般是由于酒后驾车、疲倦或视野不良等。2.失去控制：意味着驾驶员失去控制的可能。具体说，就是制动中由于车轮抱死导致的前滑、侧滑或回转(掉头或甩尾)，其原因是由于车轮抱死后，驾驶员不再能(或者来不及)对汽车进行操纵而发生的撞车事故。一、汽车碰撞前后的运动形式第二节车辆运动轨迹从表6-2可出，碰撞前，制动抱死的汽车占47.9%，同时制动抱死且紧急转向的汽车为11.4%。根据汽车碰撞前驾驶员可能采取的措施，汽车碰撞后会出现的状态包括车轮制动抱死(伴有右转向、未转

18、向、左转向)和未制动抱死(伴有右转向、未转向、左转向)两种状态。汽车行驶过程中，车轮受到侧向力的作用。因车轮胎体是弹性体，根据车轮侧偏特性，车轮会出现侧偏现象。车轮侧偏会影响汽车行驶的方向。车轮受较大侧偏力作用时，车轮在接地区域发生部分侧滑；当侧向力达到侧向附着极限时，整个车轮发生侧滑。分析汽车碰撞后的运动，应考虑车轮侧偏特性。一、汽车碰撞前后的运动形式第二节车辆运动轨迹综合以上分析，可认为汽车碰撞后的运动受汽车制动情况、转向情况以及车轮侧偏特性的影响。根据试验分析和理论总结，汽车碰撞后运动过程模型有两种。当汽车处于制动状态时，汽车碰撞后运动不随转向轮转角变化，车轮摩擦力的方向与该车轮速度方向

19、相反，摩擦力的大小与该车轮负荷成正比。当汽车处于未制动状态时，汽车碰撞后运动过程可分为两阶段。一、汽车碰撞前后的运动形式第二节车辆运动轨迹第一阶段是汽车侧滑运动阶段。碰撞刚结束后，当车轮平面与车轮滑移速度间夹角较大，车轮不能自由转动，通常只产生滑移运动；随着运动过程的继续，该夹角减小；车轮侧向力(侧偏力、摩擦力、附着力)作用方向与车轮平面垂直，侧向力方向与该车轮侧滑速度方向相反。第二阶段是汽车滚动运动阶段。在汽车侧滑运动阶段，当车轮平面与其滑移速度间的夹角减小到一定程度时，汽车从侧滑运动阶段过渡到滚动运动(包括直线运动)阶段。汽车车轮滚动运动遵循阿克曼角运动规律和车轮侧偏理论。一、汽车碰撞前后

20、的运动形式第二节车辆运动轨迹为了便于对汽车碰撞后的过程进行分析、建模、计算，假设如下：(1)汽车碰撞后作二维平面运动。(2)汽车被视为刚体。(3)忽略汽车弹性悬架的影响。(4)汽车车轮滑动摩擦系数为常数(附着系数)。(5)汽车碰撞前、后基本结构参数一致，即质量分布、几何参数不变，车轮定位参数、转向角不变。(6)汽车碰撞后汽车车轮只受平面力(侧向力和切向力)作用，不考虑风阻的影响。(7)汽车简化为单轮辙汽车模型(自行车模型)。(8)以汽车的转向、汽车的制动情况和碰撞结束时汽车运动状态为输入量。一、汽车碰撞前后的运动形式第二节车辆运动轨迹当汽车全轮制动时，车轮失去旋转自由度，只能相对路面作滑移运动

21、。根据车轮力学模型，制动抱死的车轮只受与其滑移速度方向相反的地面摩擦力作用，与车轮运动平面无关，摩擦力大小与车轮轴荷成正比。根据车轮力学模型，对抱死的车轮进行动力学分析。图6-4所示为汽车全轮制动时单轮辙汽车模型的受力分析图。二、汽车全制动时的运动模型图6-4汽车全轮制动时单轮辙汽车模型受力图第二节车辆运动轨迹图6-4中x、y、x、y、hx和hy依次为汽车质心、前轮、后轮在x轴、y轴方向的分速度；和h分别为前轮、后轮的合速度；为汽车纵轴与x轴的夹角；为汽车横摆角速度；lV和lh为汽车质心到前、后轴的距离；mg为汽车总质量；G为滑动摩擦系数；为汽车质心速度。二、汽车全制动时的运动模型第二节车辆运

22、动轨迹依据平面运动速度合成原理，汽车前轮的滑移速度为(6-22)(6-23)合并式(6-22)和式(6-23)，得到汽车前轮的滑移合速度为(6-24)同理，汽车后轮的滑移速度为(6-25)(6-26)二、汽车全制动时的运动模型第二节车辆运动轨迹合并式(6-24)和式(6-25)，汽车后轮的滑移合速度为(6-27)因为车轮摩擦力方向与该车轮滑移速度相反，汽车前轮在x轴、y轴方向所受摩擦力分别为x轴方向摩擦力 ，y轴方向的摩擦力 。同理，后轮在x轴、y 轴方向所受摩擦力分别为x轴方向摩擦力 ，y轴方向的摩擦力 。二、汽车全制动时的运动模型第二节车辆运动轨迹其中，前轮所受合摩擦力为(6-28)后轮所

23、受合摩擦力为(6-29)根据牛顿第二定理Fxmax，Fymay，汽车在x轴方向所受摩擦力为(6-30)同理，汽车在y轴方向所受摩擦力为(6-31)二、汽车全制动时的运动模型第二节车辆运动轨迹联立式(6-28)式(6-31)，得到汽车在x轴、y轴方向的加速度为(6-32)(6-33)根据动量矩定理MJC，FBv、FBh对汽车质心取矩，得代入式(6-28)和式(6-29)，得到汽车的旋转角加速度为(6-34)二、汽车全制动时的运动模型第二节车辆运动轨迹若已知i时刻的x,i、y,i、i和I，经过t后的下一时刻，即i+1时刻的x轴方向汽车速度x,i+1、y轴方向汽车速度y,i+1、车体角加速度 i+1

24、、汽车角位移i+1分别为(6-35)(6-36)(6-37)(6-38)其中：i0,1,2,，n。二、汽车全制动时的运动模型第二节车辆运动轨迹边界条件为当i0(碰撞阶段结束时)时，当坐标系x-y与坐标系n-t一致时，对汽车1有 ,；对汽车2有 ,。另外，in时的边界条件：，。当坐标系x-y与坐标系n-t不一致时，可利用坐标变换原理，将坐标系n-t中的变量转换到坐标系x-y后，再利用上述边界条件。二、汽车全制动时的运动模型第二节车辆运动轨迹当汽车未处于制动状态时，车轮可横向滑移或沿车轮平面自由旋转。车轮滑移引起车轮与路面间的滑动摩擦，车轮滚动引起滚动摩擦力。通常，滑动摩擦系数比滚动摩擦系数至少大

25、一个数量级。车轮横向滑移时，车轮受到的滑动摩擦力垂直于车轮平面，滑动摩擦力的大小与车轮载荷成正比，滑动摩擦力方向与车轮滑移速度方向相反。碰撞刚结束后，当车轮平面与车轮滑移速度间夹角较大，车轮自由转动分量很小，通常车轮只产生横向滑移运动。随着汽车运动过程的继续，这个夹角不断变化；当该夹角减小到小于车轮的最大的侧偏角且汽车无横向滑移时，汽车可进入圆周滚动运动阶段，即未制动状态下汽车碰撞后运动的第二个阶段。三、未制动汽车运动模型第二节车辆运动轨迹未制动的汽车碰撞后，汽车从滑移阶段过渡到滚动阶段的临界条件为：(1)车轮滑移速度与车轮平面之间夹角小于车轮的最大的侧偏角。(2)汽车无横向滑移运动，即横向摩

26、擦力小于最大横向附着力。汽车车轮未制动抱死，汽车处于平面滑移运动。图6-5是汽车未制动时单轮辙汽车模型的受力分析图。图中x、y、x、y、hx和hy依次为汽车质心、前轮、后轮在轴和轴方向的速度；和h分别为汽车前轮、后轮的合速度；为汽车纵轴线与x轴的夹角；为汽车横摆角速度；l和lh为汽车质心到前、后轴的距离；mg为汽车总质量；G为滑动摩擦系数；为汽车转向角。三、未制动汽车运动模型汽车从滑移阶段过渡到滚动阶段的条件1汽车平动阶段2第二节车辆运动轨迹据平面运动速度合成原理，汽车前轮在x方向的滑移速度x和y方向的滑移速度y分别为(6-39)(6-40)三、未制动汽车运动模型汽车平动阶段2图6-5汽车未制

27、动时单轮辙汽车模型受力图第二节车辆运动轨迹合并式(6-39)和式(6-40)，得到汽车前轮滑移合速度为(6-41)同理，汽车后轮x方向滑移速度hx和y方向滑移速度hy分别为(6-42)(6-43)三、未制动汽车运动模型汽车平动阶段2第二节车辆运动轨迹合并式(6-42)和式(6-43)，得到汽车后轮的滑移合速度h为(6-44)已知vx、vy、hx和hy，可得到汽车前、后轮滑移速度v和h的方向。当vx0时，汽车前轮速度v的方向为 当vx0时，汽车后轮速度的方向为 当hxv-时，汽车前轮摩擦力的方向为(6-45)当+2-v-+时，后轮摩擦力的方向为(6-46)当+h时，汽车后轮摩擦力的方向为(6-4

28、7)三、未制动汽车运动模型汽车平动阶段2第二节车辆运动轨迹当+2h+时，汽车后轮摩擦力的方向为(6-48)根据式(6-28)、式(6-29)、式(6-45)式(6-48)，求得汽车车轮在x轴、y轴方向所受摩擦力。汽车前轮x轴和y轴方向的摩擦力Fxv和Fyv分别为FxvFBvcosvFyvFBvsinv汽车后轮x轴和y轴方向的摩擦力Fxh和Fyh分别为FxhFBhcoshFyhFBhsinh三、未制动汽车运动模型汽车平动阶段2第二节车辆运动轨迹根据牛顿第二定律，Fxmax，Fymay，x轴方向和y轴方向力方程分别为(6-49)(6-50)将式(6-49)改写为(6-51)将式(6-50)改写为(

29、6-52)三、未制动汽车运动模型汽车平动阶段2第二节车辆运动轨迹据动量矩定理，MJC，将FBv、FBh对汽车质心取矩，得(6-53)即 并得到车体旋转角加速度为(6-54)三、未制动汽车运动模型汽车平动阶段2第二节车辆运动轨迹已知i时刻的x，i、y，i、i和.i，经过t后下一时刻即i+1时刻的x方向速度x，i+1、y方向速度y，i+1、汽车角加速度x，i+1、汽车角位移y，i+1分别为(6-55)(6-56)(6-57)(6-58)其中：i0，1，2，n。三、未制动汽车运动模型汽车平动阶段2第二节车辆运动轨迹边界条件为当i0(碰撞阶段结束时刻)时，当坐标系x-y与坐标系n-t一致时，对汽车1有

30、 ，；对汽车2有 ，。另外，in 时的边界条件为 ，,，却不一定成立。当坐标系x-y与坐标系n-t不一致时，利用坐标系变换原理，将坐标系n-t中的变量转换到坐标系x-y后，再利用上述边界条件。三、未制动汽车运动模型汽车平动阶段2，。第二节车辆运动轨迹1)圆周滚动阶段车轮阻力汽车曲线行驶时，车轮阻力主要有滚动阻力、前束阻力、曲线(侧偏)阻力等。此时由于车速较低且车速方向变化，风阻方向不定，可不考虑风阻。(1)滚动阻力。车轮在硬路面滚动时，轮胎内部变形、摩擦产生弹性迟滞损失，变形能不能全部放出，造成汽车动能损失，降低汽车行驶速度。由于轮胎印迹面的压力分布不对称，使垂直合力Fn作用在印迹中心前e处。

31、对无加速度的滚动车轮。图6-6是汽车滚动阻力图。三、未制动汽车运动模型汽车滚动运动阶段3第二节车辆运动轨迹根据力矩平衡，有-FxrdynFne(6-59)式中：rdyn车轮动力半径。-FxFR(6-60)联立式(6-59)和式(6-60)，得(6-61)令fRe/rdyn，则滚动阻力可表示为FRfRFn(6-62)式中：Fn车轮的垂直负荷，Fmgg；fR滚动阻力系数，与轮胎气压、垂直载荷、轮胎材料、车速等有关。三、未制动汽车运动模型汽车滚动运动阶段3第二节车辆运动轨迹(2)曲线阻力。曲线行驶时，车轮受侧向力作用，会产生附加的行驶阻力。图6-7是汽车圆周运动的曲线阻力计算图。曲线阻力由与运动方向

32、相反的前、后轴侧向力的分量组成。在汽车圆周运动时，轴的侧向力不大于维持汽车圆周运动所需要的向心力。根据图6-7可计算汽车圆周行驶时的曲线阻力。三、未制动汽车运动模型汽车滚动运动阶段3第二节车辆运动轨迹三、未制动汽车运动模型汽车滚动运动阶段3图6-6汽车滚动阻力图图6-7汽车圆周运动的曲线阻力计算图第二节车辆运动轨迹前轴侧向力为(6-63)后轴侧向力为(6-64)合并式(6-63)和式(6-64)，得到汽车曲线行驶时的曲线阻力为(6-65)三、未制动汽车运动模型汽车滚动运动阶段3第二节车辆运动轨迹曲线阻力系数为(6-66)式中，kRK与汽车横向加速度有关。汽车曲线行驶的阻力可表示为FRKkRKF

33、n(6-67)三、未制动汽车运动模型汽车滚动运动阶段3第二节车辆运动轨迹(3)前束阻力。汽车直线行驶时，由于车轮的前束角，致使运动的车轮产生变形，造成的阻力，称之为前束阻力。图6-8是汽车直线行驶时前束阻力。根据图6-8，得Fv2FSsinv0(6-68)式中：v0汽车前轮的前束角。前束角较小时，侧向力正比侧偏角，即FSCRv0(6-69)联立式(6-68)和式(6-69)，前束阻力为Fv2CRv0sinv0(6-70)三、未制动汽车运动模型汽车滚动运动阶段3第二节车辆运动轨迹三、未制动汽车运动模型汽车滚动运动阶段3图6-8汽车直线行驶时前束阻力第二节车辆运动轨迹(4)其他阻力。车轮滚动行驶过

34、程中，传动系的旋转、轴承的摩擦以及发动机熄火后汽车反拖传动系和发动机旋转等也消耗汽车动能，起到阻力的作用。这些阻力的大小与汽车的润滑状况、挡位等有关。这部分阻力复杂且在汽车碰撞事故中不易计算，通常不考虑，作定性分析时考虑。2)汽车转向角非零时的曲线运动模型当汽车未制动，转向角非零时，汽车进入滚动阶段。根据汽车车轮滚动行驶时的受力情况，汽车受到的车轮阻力有滚动阻力和曲线阻力。忽略风阻和其他阻力，汽车受到的阻力为F FR+FRK(6-71)即(6-72)三、未制动汽车运动模型汽车滚动运动阶段3第二节车辆运动轨迹据文献2得到汽车高速行驶时的质心转动半径为R=lhsin(90-h)sin(h+)cos

35、hsin(h+)lh式中：h后车轮侧偏角；汽车航向角。由此可知某瞬时i时刻汽车质心圆周行驶半径Ri。当i时刻与i+1时刻的时间间隔t很小时，i时刻到i+1时刻车体的角位移变化 很小，即(in，n+1，n+2，N)(6-73)因 很小，。t 时间段内汽车线位移变化为(6-74)三、未制动汽车运动模型汽车滚动运动阶段3第二节车辆运动轨迹据式(6-72)得到i时刻汽车圆周运动的切向线加速度为(6-75)式中：in，n+1，n+2，N；ii时刻汽车的圆周运动速度；v，ii时刻前轮车轮侧偏角；h，ii时刻后轮车轮侧偏角。i+1时刻汽车质心圆周运动速度为i+1i+ait(6-76)三、未制动汽车运动模型汽

36、车滚动运动阶段3第二节车辆运动轨迹i+1时刻车体线位移为Si+1Si+Si(6-77)且Si(i+1+i)t/2(6-78)联立式(6-74)和式(6-78)，得到在t内汽车的角位移变化为(6-79)联立式(6-78)和式(6-79)，得到i+1时刻的汽车角位移为(6-80)边界条件为in，即汽车未制动状态下平移运动阶段结束时刻，那么汽车的各个运动变量值为该时刻运动变量值；当iN时，N0，aN0。三、未制动汽车运动模型汽车滚动运动阶段3第二节车辆运动轨迹3)汽车转向角为零时的直线运动模型当汽车未制动，转向角为零时，汽车进入直线滚动运动后，车轮所受的阻力有滚动阻力和前束阻力。忽略风阻和其他阻力。

37、汽车受到的阻力为FFR+FV(6-81)即(6-82)联立式(6-70)和式(6-82)，得到i时刻的汽车直线运动加速度为(6-83)式中：in，n+1，n+2，N。三、未制动汽车运动模型汽车滚动运动阶段3第二节车辆运动轨迹当t很小时，已知i时刻时汽车的运动变量，可得到i+1时刻的运动变量。汽车直线运动速度为i+1 i+ait(6-84)汽车线位移为Si+1Si+Si(6-85)且有Si(i+1+i)t/2(6-86)当in，即汽车未制动状态下平移运动阶段结束时刻，汽车的运动变量值为该时刻运动变量值；当iN时，N0，aN0。因汽车做直线运动，故汽车角位移为常量。三、未制动汽车运动模型汽车滚动运

38、动阶段3第三节驾驶员措施行为根据事故现场的制动印迹，可以确定驾驶员临危时采取的应急措施。对无防抱死装置和制动效能良好的车辆，若在现场留下制动拖印，就表明驾驶员作了紧急制动，无制动拖印则反映驾驶员采取的措施尚不够有力。现场上若有制动印迹存在，就证明驾驶员采取了制动措施。如果车辆不存在制动跑偏等异常现象，而现场上留下的制动印迹却走向一边，则说明驾驶员有偏驾方向的行为。要弄清驾驶员采取措施是否及时，必须先根据现场的道路条件和事故时的交通环境状况，确定可能发现危险点至事故接触点之间的距离，然后根据制动印迹的长度和反应时间内车辆走过的路程，算出实际采取措施点至事故接触点之间的距离。将上述两个距离加以比较

39、，如二者相近，就说明驾驶员采取措施及时；如前者明显大于后者，则说明驾驶员反应迟缓，有疏忽大意的可能。第三节驾驶员措施行为案例事故发生时间：年3月2日18时。现场情况：事故发生在某高速公路上，道路平直，路面有积雪，夜间无路灯照明。天气：晴。当事人：第一当事人，解放牌大型货车驾驶员(28岁)；第二当事人，解放牌大型货车一名乘车人(42岁)。人员伤亡情况：重伤一人。车物损坏情况：解放牌大型货车一般损坏。事故的自然情况1第三节驾驶员措施行为 第一当事人驾驶某大型货车，以85km/h的时速在有积雪的下坡路上行驶，欲超越前方一辆大型货车，刚好这辆大型货车也驶入超车道，第一当事人采取尾随想强行超车。由于前车

40、发生紧急情况，第一当事人立即实施紧急制动，但由于积雪路滑，车辆侧滑失去控制撞上中央分隔带后侧翻(图6-9)，造成第一当事人重伤的重大交通事故。图6-9汽车运动姿态示意图事故概况2第三节驾驶员措施行为 第一当事人方面的原因：在冰雪路面上超速行驶，而违法超越前车。第一当事人处置不当。第二当事人方面的原因：无。车辆方面的原因：无。道路方面的原因：积雪。在路面结冰时，汽车必须减速行驶。冰雪、雨、雾、霾天气对公路行车安全威胁极大，稍有疏忽就可能发生交通事故。为了安全超越前车，驾驶员应首先观察和判断前车是否也有超车的趋向，其次要保持适当车间距。超车事故多是因为驾驶员对交通状态的观察不仔细，判断错误或违反法规所造成的。事故原因分析3事故防范措施3上一章主页下一章