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从汽车碰撞防撞方面对汽车防撞梁结构优化

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天宇 发表于 2014-3-23 09:29:48 | 显示全部楼层 |阅读模式
    对用于侧面碰撞的缓冲材料的特性进行了研究,从减小乘员损伤角度定性地分析了材料所应该具备的特性。除了对于车辆本身的研究,国外学者的研究还扩展到用于侧面碰撞试验的假人。另外对于侧面碰撞有限元模型130,3iI和侧面碰撞发生时假人表的特性.国外学者都做了很细致的研究。   国内研究现状我国在汽车被动安全性方面的研究工作起步也比较晚,到八十年代末期才开始开展这方面的研究工作。

    目前国内具有从事汽车碰撞试验能力的实验室有:中国汽车技术研究中心、清华大学汽车碰撞试验室、一汽长春汽车研究所、二汽襄樊汽车试验研究所、国家交通部公路交通工程综合试验场和上海汽车检测所。随着我国《汽车侧面碰撞的乘员保护》GB20071—2006实施,汽车侧面碰撞试验已列入汽车强检项目。我国对于侧面碰撞的研究起步也比较晚,在综合国外的研究成果的基础上,先从国外的法规和试验入手,以此了解国外对于侧面碰撞的研究进展情况,并逐渐出现了关于侧面碰撞的文献。利用加装防撞横梁和改进横梁材料的方法对车门进行改进。在车门中加装防撞杆可以有效提高车门侧面碰撞性能,将防撞杆的材料由普通钢改为高强钢,可进一步提高车门抗撞性,为今后开展汽车的侧面碰撞研究提供了借鉴方法。基于LS.DYNA计算机软件的模拟技术,研究了3种侧门防撞杆布置方式对某车型的FMVSS214性能的影响,并提出了适于该车型的侧门防撞杆优化设计方案,但并没有对防撞梁的结构进行优化设讲。


   针对国内某SUV车型,按照欧洲侧面碰撞法规ECER95进行侧面碰撞模拟仿真,从碰撞变形、碰撞吸能以及关键点的加速度值进行分析、评价,对防撞杆进行结构优化研究,将原车门中的圆柱形防撞杆改为板状的防撞板,通过结构优化程序,得到防撞板结构,经后处理分析,改进后前门防撞板吸能达到了171KJ,比原来防撞杆的161KJ提高了10KJ。验证了发生碰撞时优化后的防撞杆明显优于改进前的结构,提高了车辆的侧面耐撞性能以及驾乘人员的安全性。但是并未针对防撞板作进一步的优化.通过对某车型的侧撞试验与有限元仿真对比,认为有限元对侧撞的仿真程度可以达到工程应用的要求,介绍了轿车侧面碰撞的特点和国内外汽车侧面碰撞试验法规,对有关汽车碰撞安全性研究的发展动态及研究方法等进行了探讨。模拟分析了车门结构的侧面抗撞性能,得出结论:车门防撞杆截面形状和材料特性将会对车门结构产生刚度的影响;车门内增设吸能泡沫能够吸收侧面撞击时很大的能量;车门内饰件材料和形状直接影响侧面碰撞中能量的吸收,材料的弹性模量越大,吸能效果越好。

   对B柱进行了结构优化,提出B柱的有限元模型边界约束条件的确定必须阻整车仿真数据为基础,优化中正确地设定对B柱有较大影响的边界条件是非常重要的环节。   将新研制的超低收缩率改性聚丙烯材料用于轿车车门防撞条,经济效益非常显著。采用新材料还可以明显减轻产品的质量。   以汽车侧面碰撞下的乘员骨盆响应为研究对象,以多刚体系统动力学为基础,建立了用于模拟侧面碰撞的多体数值仿真模型,分析侧面碰撞时缓冲材料特性参数和乘员与车门侧面碰撞参数对乘员骨盆响应的影响。评价车体典型结构件的抗弯曲冲击特性.结合有限元仿真分析和实物碰撞试验的方法,对多组不同特征的零件进行了分析,总结出影响零件抗弯曲冲击性能的主要因素,为进一步深入研究汽车侧撞时的车体结构抗撞性奠定了基础。利用非线性动态有限元法,参照国家法规GBl5743.1995中年1"7倾JJ碰的相应规定,对某轿车前门进行侧面碰撞模拟分析。以HyperMesh为前处理器,应用LS.DYNA软件,计算得到的车门侧碰时的变形、位移、速度、加速度等特征参数。通过3种车门结构改进方案的比较分析,对该车门的耐碰撞性能进行了定性评价,为车门的改进设计提供了理论依据。



    综上所述,在侧面碰撞分析研究方面前人己作了大量的研究工作,为后人铺平了道路,但是在汽车前门防撞梁结构改进优化方面还可以做得更加详尽,并加以验证。因此,在防撞梁结构优化方面还是很值得迸一步研究的。汽车侧面碰撞的研究方法早期的汽车侧面碰撞的研究几乎完全是依赖试验方法进行的,刚开始时采用实车碰撞试验方法,对碰撞试验的结果进行分析研究,改进设计。   随后发展了台车碰撞模拟试验方法,这种试验方法是以实车的试验结果为基础,确定试验条件。   这类碰撞试验的成本低,可重复操作,研究周期较短。随着计算机技术的发展,出现了计算机仿真技术。小贴士:本文源自汽车自由人设计论坛,转载是请保留汽车设计网版权信息

  1.实车碰撞试验法实车碰撞试验主要用来对己开发出的成品车型进行按法规要求的试验,以鉴定是否达到法规要求。实车碰撞试验与事故情形最为接近,是综合评价车辆安全性能的最直接、最有效的方法。它是从乘员保护的观点出发,以交通事故再现的方式来分析车辆碰撞前后的乘员与车辆运动状态及损伤状况,并以此为依据改进车辆结构安全性设计,增设或改进车内外乘员保护装置。其试验结果说服力最强,同时还可以为台车模拟碰撞试验和计算机仿真提供试验条件和参考数据,以及有效性验证。但实车碰撞试验的准备工作复杂、周期长、费用大、重复性差、对设备的要求很高。


   2.台车碰撞试验法台车碰撞试验是对实车碰撞试验的模拟,用一个比较坚固的台车代替汽车,无需破坏真实汽车,在台车与刚性墙之间安装有缓冲装置,台车通过缓冲装置与刚性墙发生碰撞,通过调整缓冲装置的力学特性使台车获得可重复的、接近于实车碰撞的减速度波形。台车碰撞模拟试验一般在新车型开发的早期进行,为产品开发过程的抗撞性设计提供有益的数据和检验。
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