內容簡介
本書吸收了國內外研究的最新成果，以人與車的和詣相處為重點，從人的特性和汽車碰撞特性入手，重點介紹了汽車安全帶、汽車安全氣囊、座椅、方向盤等乘員約束系統對乘員的保護以及車體結構對乘員和行人的保護等。該書對我國汽車安全工程進展起到一定的作用。
本書是《現代道路交通安全技術叢書》的一個分冊。本書吸收了國內外研究的最新成果，以人與車的和諧相處為重點，從人的特性和汽車碰撞特性入手，系統地介紹了汽車安全帶、安全氣囊、座椅、方向盤等乘員約束系統對乘員的保護，車體結構對乘員和行人的保護，汽車碰撞試驗和碰撞方面的最新進展，碰撞發生後乘員的脫出及救出措施。
本書可供汽車安全研究、汽車總體設計、車身設計等科技人員參考使用，也可作為交通工程、交通運輸、交通管理等專業的教材。
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目錄
第一章概述1
第一節汽車安全問題的歷史與現狀1
一、安全問題的歷史1
二、安全問題的現狀5
第二節汽車交通事故的定義、特性與一般規律8
一、交通事故的定義8
二、交通事故的分類10
三、交通事故的一般特性12
第三節影響汽車安全性的因素與措施13
第四節我國汽車安全技術現狀與展望18
一、產品質量管理的變革18
二、我國汽車標準體系現狀18
三、我國汽車安全技術現狀18
四、汽車安全技術發展趨勢和提高汽車安全性的措施22
第二章人的特性與汽車安全28
第一節交通心理學28
一、交通心理學概況28
二、交通心理學的研究課題29
三、國外交通心理學的研究內容30
第二節駕駛員的視認性與汽車安全32
一、人眼的功能及後視鏡設計中的視覺因素考慮32
二、直接視野37
三、間接視野50
四、惡劣天氣的視野保持59
五、發生故障時的視野保持64
六、夜間視認性及燈光視認性64
第三節駕駛員操縱特性與汽車安全74
一、駕駛員的操縱性76
二、儀表類的視認方便性79
三、加速器控制系統的操作81
第四節駕駛員行為特性與汽車安全82
一、反應特性82
二、駕駛員的行為特性84
三、性格特徵及心理特性85
四、駕駛適應性87
五、注意力89
第五節駕駛員酒後開車特性與汽車安全91
一、酒後開車與交通事故91
二、飲酒量與體內酒精濃度93
三、血液中酒精濃度與人的駕駛能力93
第六節駕駛員駕駛疲勞特性與汽車安全94
一、什麼叫駕駛疲勞94
二、疲勞的種類95
三、駕駛疲勞的症狀97
四、駕駛疲勞與交通事故98
五、駕駛疲勞與道路交通條件98
六、疲勞與心跳99
七、駕駛疲勞對策99
八、駕駛疲勞的測量方法101
第七節事故心理102
一、交通事故的直接原因102
二、觀察錯誤103
三、判斷錯誤103
四、操作錯誤103
第八節行人等道路利用者的特性104
一、行人特性104
二、乘車者的交通心理105
三、騎腳踏車者的交通心理105
四、畜力車馭手的交通心理106
第三章汽車碰撞特性108
第一節汽車碰撞的基本知識108
一、汽車碰撞類型108
二、汽車碰撞過程的構成110
三、汽車碰撞的基本假設111
四、汽車碰撞的性質113
五、加速度在汽車碰撞中的危害115
第二節汽車的一維碰撞115
一、汽車對固定牆壁的正面碰撞115
二、汽車對汽車的一維碰撞121
三、追尾相撞124
第三節汽車的二維碰撞129
一、汽車與固定壁斜角的碰撞129
二、汽車與汽車前碰撞偏置碰撞車身變形經驗公式130
三、二維碰撞動量分析131
四、矢量分析法141
五、二維碰撞後汽車的運動143
第四節汽車與其他車輛的碰撞151
一、轎車與大型車的碰撞151
二、轎車與機車、腳踏車的碰撞151
第五節汽車對行人的碰撞165
一、碰撞速度的推算166
二、汽車與行人的碰撞速度實驗結果168
三、根據行人傷害判斷的汽車碰撞速度173
第六節汽車的單獨事故174
一、不規則旋轉175
二、與柱碰撞176
三、滾落路外177
第四章汽車安全帶179
第一節安全帶結構180
一、主動式安全帶的種類180
二、安全帶的主要零件及要求182
三、安全帶總成的性能要求198
第二節新型安全帶199
一、強力限制器199
二、裝有織帶夾緊裝置的安全帶200
三、預載入荷（預張緊器）裝置204
四、腰帶部分摺疊式安全帶213
五、能量吸收式織帶（EA織帶）215
六、張緊力降低型緊急鎖止卷收器215
七、織帶導向臂215
八、空氣安全帶216
九、座位安全帶報警系統216
第三節被動式安全帶217
第四節安全帶的設計分析220
一、安全帶當量剛度對人體回響的影響220
二、安全帶動態拉出量對人體回響的影響222
三、安全帶腰帶與肩帶剛度的匹配223
第五節安全帶的使用效果224
一、對前排乘員的保護效果224
二、對後排乘員的保護效果228
第六節安全帶的試驗229
一、安全帶固定點試驗229
二、 織帶性能試驗232
三、帶扣鎖性能試驗235
四、調節件的調節力試驗235
五、卷收器性能試驗235
六、卷收器耐久性試驗238
七、安全帶總成性能試驗242
第五章安全氣囊247
第一節安全氣囊的結構與工作原理248
第二節安全氣囊碰撞感測器252
一、預知撞車感測器252
二、檢測衝擊碰撞感測器255
第三節安全氣囊氣體發生器264
一、氣體發生器的類型264
二、氣體發生劑267
三、中心點火管280
第四節安全氣囊氣袋283
一、氣袋的分類285
二、汽車用氣袋織物的主要性能與指標286
三、氣袋用材料及其性能289
四、氣袋用纖維的規格290
五、氣袋織物密封塗層293
六、氣袋織物的透氣性295
七、氣袋的縫製301
八、非塗層氣袋織物的後整理方法303
九、氣袋試驗304
第五節安全氣囊中央控制器306
第六節側碰撞安全氣囊311
第七節安全氣囊設計分析314
一、撞車時乘員運動特性314
二、汽車全碰撞行程316
三、氣囊展開時間的選擇318
四、對乘員的不同攻擊率與汽車內部行程的關係318
第八節安全氣囊使用效果分析319
第九節汽車座椅乘員識別系統322
一、感測器系統322
二、數據採集和處理系統323
三、氣囊安全釋放控制系統325
第十節安全氣囊試驗326
第六章乘員艙內部保護乘員的其餘措施330
第一節能量吸收式轉向柱330
一、能量吸收式轉向柱的結構原理與設計333
二、自對正方向盤340
第二節乘員約束系統——座椅、頭枕與膝槓341
一、座椅341
二、頭枕348
三、膝槓351
第三節乘員艙內部結構351
一、轎車內飾件的分類351
二、轎車內飾件的特點352
三、汽車內飾緩衝吸能特性353
第七章乘員艙以外保護乘員的措施357
第一節吸能式保險槓360
一、吸能式保險槓基本結構361
二、吸能式保險槓設計365
第二節車架及承載式車身結構369
一、車架及承載式車身結構369
二、車架吸能設計370
第三節車門378
一、車門的類型378
二、車門安全性能要求381
三、車門上的安全性結構381
四、增強纖維複合材料車門384
第四節強化A、B、C柱、門檻、車頂縱梁及防護格柵和
前圍386
一、強化A、B、C柱、門檻、車頂縱梁386
二、防護格柵和前圍389
第五節其他車身結構件390
一、翻車保護桿390
二、保險架390
第六節典型車身結構件能量吸收特性391
一、擴孔管變形391
二、翻轉管變形391
三、點焊連線薄壁梁碰撞性能392
四、複合材料管的緩衝吸能研究394
五、泡沫鋁動態力學性能398
六、圓柱形波紋管吸能特性405
七、方形截面波紋管吸能特性412
第八章對行人及其他車輛的保護措施413
第一節車輛前端對行人的保護作用413
一、行人與車輛碰撞的位置分布415
二、行人碰撞試驗法規416
三、行人腿與膝關節保護420
四、行人頭部保護424
五、行人碰撞保護研究動態427
第二節車輛外部凸出物428
第三節汽車外部防護裝置429
一、汽車外部防護裝置的分類429
二、汽車前後下部防護裝置的設計要求430
三、側下部防護裝置的設計要求434
第四節汽車與行人碰撞模擬435
第九章汽車碰撞試驗438
第一節整車碰撞試驗439
一、碰撞試驗類型440
二、實車碰撞試驗程式453
三、實車碰撞用主要試驗設備454
第二節部件碰撞試驗471
一、車頂及側門強度試驗471
二、門鎖及門鉸鏈試驗473
三、座椅及頭枕試驗475
四、燃油箱試驗481
五、轉向柱試驗482
六、內部凸出物試驗482
七、保險槓性能試驗(FMVSS215)485
八、貨車駕駛室的碰撞試驗486
九、行人碰撞保護試驗487
第三節零部件模擬碰撞試驗方法與設備488
一、HYGE試驗裝置489
二、CATARC、UTAC和TNO模擬碰撞試驗裝置492
三、德國TUV零部件模擬碰撞試驗裝置493
四、美國MTS模擬碰撞試驗設備493
五、VIA碰撞試驗裝置496
六、模擬碰撞試驗裝置滑車驅動方式497
七、模擬碰撞試驗設備的吸能裝置498
八、滑車與拖車間的聯結及脫鉤機構500
第四節汽車碰撞模擬502
一、汽車碰撞計算機模擬的基本理論504
二、汽車碰撞模擬研究內容519
三、汽車碰撞模擬研究方法523
第五節碰撞試驗中乘員的替代物533
一、假人533
二、動物538
三、死屍540
四、志願者541
第六節傷害標準541
一、傷害標準的發展541
二、頭部傷害標準544
三、胸部傷害標準545
四、大腿傷害標準546
五、側面碰撞傷害指標547
六、面部的耐衝擊性548
七、頸部的耐衝擊性549
八、綜合的傷害標準550
第十章汽車碰撞後的對策552
第一節燃料系、點火系和電氣系統的防止火災要求及
布置552
一、燃料系的火災預防552
二、排氣系的火災預防553
三、電氣系統的火災預防554
第二節汽車內飾材料的燃燒特性557
一、內飾材料的定義557
二、內飾材料的分類557
三、內飾材料燃燒特性的評價指標及試驗方法557
四、阻燃纖維562
五、非織造布阻燃汽車襯墊氈563
六、膠黏劑的阻燃565
七、阻燃聚丙烯568
第三節燃油箱的布置及防止燃料泄漏的要求571
一、燃油箱的布置571
二、碰撞後防止燃料泄漏的要求572
第四節汽車事故後乘員的緊急撤離572
參考文獻575
第一章概述1
第一節汽車安全問題的歷史與現狀1
一、安全問題的歷史1
二、安全問題的現狀5
第二節汽車交通事故的定義、特性與一般規律9
一、交通事故的定義9
二、交通事故分類11
三、交通事故的一般特性13
第三節影響汽車安全性的因素與措施14
第四節我國汽車安全技術現狀與展望19
一、產品質量管理的變革19
二、我國汽車標準體系現狀19
三、我國汽車安全技術現狀20
四、汽車安全技術發展趨勢和提高汽車安全性的措施24
第二章人的特性與汽車安全31
第一節交通心理學31
一、交通心理學概況31
二、交通心理學的研究課題32
三、國外交通心理學的研究內容33
第二節駕駛員的視認性與汽車安全35
一、人眼的功能及後視鏡設計中的視覺因素考慮36
二、直接視野41
三、間接視野54
四、惡劣天氣的視野保持64
五、發生故障時的視野保持70
六、夜間視認性及燈光視認性71
第三節駕駛員操縱特性與汽車安全81
一、駕駛員的操縱性83
二、儀表類的視認方便性87
三、加速器控制系統的操作89
第四節駕駛員行為特性與汽車安全90
一、反應特性90
二、駕駛員的行為特性92
三、性格特徵及心理特性93
四、駕駛適應性95
五、注意力98
第五節駕駛員酒後開車特性與汽車安全100
一、酒後開車與交通事故100
二、飲酒量與體內酒精濃度102
三、血液中酒精濃度與人的駕駛能力102
第六節駕駛員駕駛疲勞特性與汽車安全103
一、什麼叫駕駛疲勞103
二、疲勞的種類105
三、駕駛疲勞的症狀107
四、駕駛疲勞與交通事故107
五、駕駛疲勞與道路交通條件108
六、疲勞與心跳108
七、駕駛疲勞對策109
八、駕駛疲勞的測量方法110
第七節事故心理112
一、交通事故的直接原因112
二、觀察錯誤112
三、判斷錯誤113
四、操作錯誤113
第八節行人等道路利用者的特性114
一、行人特性114
二、乘車者的交通心理115
三、騎腳踏車者的交通心理115
四、畜力車馭手的交通心理116
第三章汽車碰撞特性118
第一節汽車碰撞的基本知識118
一、汽車碰撞類型118
二、汽車碰撞過程的構成120
三、汽車碰撞的基本假設122
四、汽車碰撞的性質123
五、加速度在汽車碰撞中的危害125
第二節汽車的一維碰撞126
一、汽車對固定牆壁的正面碰撞126
二、汽車對汽車的一維碰撞132
三、追尾相撞136
第三節汽車的二維碰撞140
一、汽車與固定壁斜角的碰撞140
二、汽車與汽車前碰撞偏置碰撞車身變形經驗公式141
三、二維碰撞動量分析143
四、矢量分析法154
五、二維碰撞後汽車的運動157
第四節汽車與其他車輛的碰撞164
一、轎車與大型車的碰撞164
二、轎車與機車、腳踏車的碰撞165
第五節汽車對行人的碰撞179
一、碰撞速度的推算181
二、汽車與行人的碰撞速度實驗結果182
三、根據行人傷害判斷的汽車碰撞速度188
第六節汽車的單獨事故190
一、不規則旋轉190
二、與柱碰撞191
三、滾落路外193
第四章汽車安全帶194
第一節安全帶結構195
一、主動式安全帶的種類(圖4?1)195
二、安全帶的主要零件及要求197
三、安全帶總成的性能要求215
第二節新型安全帶216
一、強力限制器216
二、裝有織帶夾緊裝置的安全帶217
三、預載入荷（預張緊器）裝置221
四、腰帶部分摺疊式安全帶232
五、能量吸收式織帶（EA織帶）232
六、張緊力降低型緊急鎖止卷收器233
七、織帶導向臂234
八、空氣安全帶234
九、座位安全帶報警系統235
第三節被動式安全帶235
第四節安全帶的設計分析238
一、安全帶當量剛度對人體回響的影響239
二、安全帶動態拉出量對人體回響的影響241
三、安全帶腰帶與肩帶剛度的匹配242
第五節安全帶的使用效果244
一、對前排乘員的保護效果244
二、對後排乘員的保護效果248
第六節安全帶的試驗249
一、安全帶固定點試驗249
二、 織帶性能試驗252
三、帶扣鎖性能試驗255
四、調節件的調節力試驗256
五、卷收器性能試驗256
六、卷收器耐久性試驗259
七、安全帶總成性能試驗263
第五章安全氣囊269
第一節安全氣囊的結構與工作原理270
第二節安全氣囊碰撞感測器274
一、預知撞車感測器274
二、檢測衝擊碰撞感測器278
第三節安全氣囊氣體發生器287
一、氣體發生器的類型287
二、氣體發生劑291
三、中心點火管305
第四節安全氣囊氣袋308
一、氣袋的分類310
二、汽車用氣袋織物的主要性能與指標311
三、氣袋用材料及其性能314
四、氣袋用纖維的規格316
五、氣袋織物密封塗層319
六、氣袋織物的透氣性321
七、氣袋的縫製328
八、非塗層氣袋織物的後整理方法330
九、氣袋試驗331
第五節安全氣囊中央控制器334
第六節側碰撞安全氣囊338
第七節安全氣囊設計分析342
一、撞車時乘員運動特性342
二、汽車全碰撞行程343
三、氣囊展開時間的選擇346
四、對乘員的不同攻擊率與汽車內部行程的關係346
第八節安全氣囊使用效果分析347
第九節汽車座椅乘員識別系統350
一、感測器系統351
二、數據採集和處理系統數352
三、氣囊安全釋放控制系統354
第十節安全氣囊試驗355
第六章乘員艙內部保護乘員的其餘措施359
第一節能量吸收式轉向柱359
一、能量吸收式轉向柱的結構原理與設計362
二、自對正方向盤370
第二節乘員約束系統——座椅、頭枕與膝槓371
一、座椅371
二、頭枕378
三、膝槓382
第三節乘員艙內部結構382
一、轎車內飾件的分類382
二、轎車內飾件的特點383
三、汽車內飾緩衝吸能特性383
第七章乘員艙以外保護乘員的措施388
第一節吸能式保險槓392
一、吸能式保險槓基本結構392
二、吸能式保險槓設計396
第二節車架及承載式車身結構400
一、車架及承載式車身結構400
二、車架吸能設計402
第三節車門410
一、車門的類型410
二、車門安全性能要求413
三、車門上的安全性結構414
四、增強纖維複合材料車門416
第四節強化A、B、C柱、門檻、車頂縱梁及防護格柵和
前圍419
一、強化A、B、C柱、門檻、車頂縱梁419
二、防護格柵和前圍422
第五節其他車身結構件423
一、翻車保護桿423
二、保險架424
第六節典型車身結構件能量吸收特性424
一、擴孔管變形424
二、翻轉管變形425
三、點焊連線薄壁梁碰撞性能425
四、複合材料管的緩衝吸能研究428
五、泡沫鋁動態力學性能432
六、圓柱形波紋管吸能特性440
七、方形截面波紋管吸能特性446
第八章對行人及其他車輛的保護措施447
第一節車輛前端對行人的保護作用447
一、行人與車輛碰撞的位置分布449
二、行人碰撞試驗法規451
三、行人腿與膝關節保護455
四、行人頭部保護460
五、行人碰撞保護研究動態463
第二節車輛外部凸出物464
第三節汽車外部防護裝置465
一、汽車外部防護裝置的分類465
二、汽車前後下部防護裝置的設計要求466
三、側下部防護裝置的設計要求471
第四節汽車與行人碰撞模擬472
第九章汽車碰撞試驗475
第一節整車碰撞試驗476
一、碰撞試驗類型477
二、實車碰撞試驗程式490
三、實車碰撞用主要試驗設備492
第二節部件碰撞試驗510
一、車頂及側門強度試驗510
二、門鎖及門鉸鏈試驗512
三、座椅及頭枕試驗515
四、燃油箱試驗520
五、轉向柱試驗521
六、內部凸出物試驗522
七、保險槓性能試驗(FMVSS215)524
八、貨車駕駛室的碰撞試驗526
九、行人碰撞保護試驗527
第三節零部件模擬碰撞試驗方法與設備529
一、HYGE試驗裝置530
二、CATARC、UTAC和TNO模擬碰撞試驗裝置532
三、德國TUV零部件模擬碰撞試驗裝置533
四、美國MTS模擬碰撞試驗設備534
五、VIA碰撞試驗裝置537
六、模擬碰撞試驗裝置滑車驅動方式538
七、模擬碰撞試驗設備的吸能裝置539
八、滑車與拖車間的聯結及脫鉤機構542
第四節汽車碰撞模擬544
一、汽車碰撞計算機模擬的基本理論546
二、汽車碰撞模擬研究內容562
三、汽車碰撞模擬研究方法567
第五節碰撞試驗中乘員的替代物577
一、假人577584
二、動物584
三、死屍584
四、志願者586
第六節傷害標準586
一、傷害標準的發展586
二、頭部傷害標準589
三、胸部傷害標準591
四、大腿的傷害標準592
五、側面碰撞傷害指標593
六、面部的耐衝擊性594
七、頸部的耐衝擊性595
八、綜合的傷害標準596
第十章汽車碰撞後的對策598
第一節燃料系、點火系和電氣系統的防止火災要求及
布置599
一、燃料系的火災預防599
二、排氣系的火災預防599
三、電氣系統的火災預防600
第二節汽車內飾材料的燃燒特性603
一、內飾材料的定義604
二、內飾材料的分類605
三、內飾材料燃燒特性的評價指標及試驗方法605
四、阻燃纖維609
五、非織造布阻燃汽車襯墊氈611
六、膠黏劑的阻燃612
七、阻燃聚丙烯615
第三節燃油箱的布置及防止燃料泄漏的要求618
一、燃油箱的布置618
二、碰撞後防止燃料泄漏的要求619
第四節汽車事故後乘員的緊急撤離620
參考文獻623
