Wyznaczenie toru przemieszczania samochodu po zderzeniu

Do obliczenia toru samochodu po zderzeniu wykorzystano elektroniczną maszynę cyfrową. Opracowano program uwzględniający przypadki swobodnie obracających się i zahamowanych kół oraz dowolne położenie przednich kół sterowanych. Jako warunki początkowe programu przyjęto kombinacje prędkości w końcu pierwszej fazy zderzenia, które określono na podstawie teorii uderzenia dla zderzenia dwuwymiarowego. Do wyznaczenia położenia samochodu po jego przemieszczeniu wybrano układ współrzędnych przedstawiony na rysunku.

tmp3868-1Współrzędne toru przemieszczenia samochodu po zderzeniu
a — czynna faza zderzenia, b — bierna faza zderzenia, R — odległości przemieszczenia środka masy, θ — kąt obrotu samochodu względom jego kierunku przed zderzeniem, Φ — kąt odchylenia środka masy względem toru samochodu przed zderzeniem.

Doświadczalna część badań obejmowała sprawdzenie obliczeń zmian energii kinetycznej samochodu podczas zderzenia (obliczenia wykonano wykorzystując równania teorii uderzenia ciała sztywnego) oraz eksperymentalne sprawdzenie obliczonego toru przemieszczania się samochodu po zderzeniu, W doświadczeniach wykorzystano modele samochodów w odpowiedniej skali, które miały jednakowe współczynniki odbicia i tarcia ślizgowego ze zwykłymi samochodami podczas zderzenia oraz podobne przemieszczenia po zderzeniu. Skala modeli była wybrana jako 1 : 16 rzeczywistej wielkości średniej klasy samochodu. Tory ruchu modeli rejestrowano za pomocą kamery filmowej wyposażonej w lampę stroboskopową.

Analiza zderzeń doświadczalnych przeprowadzanych w rzeczywistej skali wykazała, że jeżeli samochód zostaje uderzony w boczną przednią część nadwozia, to jego przednie koła dążą do skręcenia w stronę uderzenia, co można wyjaśnić mechanicznym współdziałaniem między przednim kołem a uderzającym samochodem. Z drugiej strony, przednie koło samochodu uderzającego nie skręca i pozostaje w położeniu ruchu prostoliniowego. Dla zbadania wpływu sterowanych przednich kół na tor samochodu po zderzeniu odtworzono model samochodu uderzanego (zapewniono skręcenie przy zderzeniu przedniego koła o kąt 30°, który pozostawał niezmienny, aż do całkowitego zatrzymania się samochodu po zderzeniu).

Zastosowanie skutecznej analitycznej metody umożliwia interpolację niewielkiej ilości doświadczeń na dużą liczbę kombinacji warunków i czynników. Z przedstawionych rozważań wynika, że tor przemieszczania samochodów w procesie zderzenia jest ruchem złożonym. Złożoność ta polega na trudności w określeniu wszystkich czynników wpływających na ten ruch. Można wymienić te, które w najbardziej istotny sposób wpływają na tor; są nimi: .miejsce styku zderzających się samochodów, kierunek ruchu przed zderzeniem samochodów, stosunek mas i prędkości zderzających się samochodów — uderzającego i uderzanego, budowa samochodów (współczynnik pochłaniania), stan nawierzchni drogowej, schemat i profil drogi, stan techniczny samochodu, położenie kół napędzanych (w mniejszym stopniu), działanie kierowcy.