1.汽車被動安全性的研究方法
汽車被動安全性的研究較早是通過上述的試驗方法進行的。不論是模擬碰撞試驗(滑車沖擊試驗)還是實車碰撞試驗，都要涉及到試驗數據的采集與處理。通常采用的數據采集系統為電測量和光測量相結合的系統。試驗中要用到大量的傳感器和數臺高速攝像機，這些數據采集系統以及試驗中采用的假人在試驗前都要進行嚴格的標定，因此其試驗準備工作十分費時；被動安全性試驗，特別是整車試驗是破壞性試驗，其試驗費用十分昂貴；并且，由于試驗中一些隨機因素的影響，使試驗結果往往不夠穩(wěn)定，可重復性差。
隨著計算機技術在計算速度、內存容量以及圖形功能等方面的發(fā)展，以及有限元和多體系統動力學建模方法的發(fā)展，使得采用計算機仿真方法來進行汽車被動安全性研究成為可能。計算機仿真研究具有以下優(yōu)越性：
(1)所需周期短。計算機仿真與CAD／CAM相結合，使得新產品的被動安全性能在產品的開發(fā)過程中就可以得到控制，減少產品的開發(fā)研制周期。
(2)所需費用低。由于不需大量傳感器、高速攝像機、強光源、動力驅動裝置等硬件設備，同時在進行整車被動安全性仿真時，不需要進行破壞性試驗，因此可以節(jié)約大量的人力和物力。




(3)具有可重復性。由于試驗過程受很多隨機因素的影響，因此在研究不同的系統參數對安全性能的影響時，不易得到明確的結果，而計算機仿真依賴于計算機硬件本身，所以，當改變某一參數時，可以很容易地得到該參數對系統性能的影響。
(4)可以獲得任意所需數據。試驗中要獲得較多的數據，就必須增加傳感器和高速攝像機的數量，而且，由于傳感器的安裝位置要求以及不可攝像點的存在，有些數據是不可獲得的。而計算機仿真在數據獲得方面是不受限制的，只要在所關心的點上建立一個描述坐標即可。
(5)不受時間、空間、氣候等條件的限制，可以隨時進行。
需要指出的是，并不是說計算機仿真可以完全脫離試驗和完全代替試驗。這是因為計算機仿真方法中所建立的汽車整車或人體模型，本身有很多局限性，不可能完全反映真實的碰撞過程，因此，計算機仿真結果的正確與否最終需要試驗來驗證；同時，由于計算機性能和模擬方法的限制，特別是在進行車身結構的抗撞性研究方面，計算機仿真的周期也是很長的。隨著計算機仿真技術的發(fā)展，特別是并行計算機技術和建模理論的發(fā)展，計算機仿真方法會越來越廣泛地應用于被動安全性的研究中。盡管計算機碰撞仿真不能完全取代昂貴的碰撞試驗，但在產品開發(fā)中，可以使樣車試制、碰撞試驗的次數減少到限度，從而節(jié)省開發(fā)費用、縮短開發(fā)周期。隨著計算機碰撞仿真技術可靠性的不斷提高，預計計算機碰撞仿真將來能部分地替代汽車碰撞試驗。
2.計算機仿真研究
20世紀60年代中期國外就開始了計算機碰撞仿真技術的研究工作。尤其在最近20年來，計算機碰撞仿真技術發(fā)展十分迅速。這一方面是由于計算機軟、硬件技術的發(fā)展，使計算機性能提高，應用日益普及；另一方面，汽車市場的激烈競爭，要求提高新車型開發(fā)的成功率，降低開發(fā)費用，縮短開發(fā)周期，為了適應需求，在汽車產品開發(fā)中必須采用先進的計算機輔助手段。進入20世紀80年代，在市場需求的激勵下，有很多碰撞仿真的商業(yè)化軟件包，有名的有美國LSTC公司的LS-DYNA、法國ESI公司的PAM-CRASH及PAM-SAFE、荷蘭TNO開發(fā)的MADYMD等。這些功能強大的軟件包使碰撞仿真不再只是算法本身的學術研究，在安全車身開發(fā)，碰撞試驗用標準假人開發(fā)等工作中發(fā)揮了很大的作用。
在汽車碰撞模擬方面，主要有下列四類模型：
(1)模擬汽車事故的模型。
(2)模擬碰撞中結構大變形的模型。
(3)模擬人體整體動力學響應的模型。
(4)模擬人體局部結構的生物力學模型。


用于上述四類模型的建模方法可以分為：集總參數模型、多體系統模型和有限元模型。
集總參數模型將系統簡化成質量、彈簧、阻尼器等力學元件，這類簡單模型多用于預測交通事故中汽車的運動，在事故再現研究中大量使用。這種模型也可以用于建立正面碰撞中汽車結構的簡單模型，用于新車概念設計階段及參數辨識、性能優(yōu)化等工作。
多體系統模型適合于人體動力學響應的模擬。在汽車碰撞中也稱為碰撞受害者模擬。
有限元方法的優(yōu)點在于能真實地描述結構變形，適用于建立汽車結構模型及人體結構的生物力學分析模型。瞬態(tài)有限元的直接積分有隱式算法和顯式算法兩類?，F在碰撞仿真的有限元軟件都使用顯式算法。
計算機碰撞仿真的工程應用包括：(1)碰撞中人體傷害及評價標準的研究；(2)碰撞試驗方法的研究；(3)汽車產品開發(fā)中的應用。汽車被動安全性是通過政府強制執(zhí)行法規(guī)而不斷提高的，汽車碰撞計算機仿真的工程應用與汽車安全法規(guī)的制訂密切相關。20世紀80年代，歐美國家主要開展正面碰撞模擬。近幾年隨著側面碰撞法規(guī)的制定、頒布及歐、美側面碰撞法規(guī)協調等工作的開展，碰撞仿真應用轉向了對側面碰撞的仿真上。汽車碰撞過程數字仿真方法如本書4.2.3中內容。
我國對汽車被動安全性進行系統研究始于20世紀80年代后期，雖起步較晚，但已建成了幾個臺車碰撞和實車碰撞試驗系統，初步具備了汽車被動安全性的試驗研究條件；并且已對安全帶等汽車乘員保護裝置、汽車車身結構抗撞性等進行了計算機仿真研究。http://www.dgzhenghang.cn