分析汽車前保險(xiǎn)杠結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及優(yōu)化

段麗麗

摘要：從汽車制造行業(yè)的角度出發(fā)，在進(jìn)行汽車加工制造時(shí)必須保證相關(guān)人員對(duì)汽車各部位結(jié)構(gòu)狀態(tài)和設(shè)計(jì)要求等方面有所了解，推進(jìn)汽車加工制造順利開展。本文將以汽車前保險(xiǎn)杠為研究對(duì)象，了解汽車前保險(xiǎn)杠結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及優(yōu)化，以期強(qiáng)化前保險(xiǎn)杠在汽車中的作用效果。

關(guān)鍵詞：汽車;前保險(xiǎn)杠;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);優(yōu)化

引言

作為汽車中重要結(jié)構(gòu)，保險(xiǎn)杠在汽車安全行駛過程中起到非常重要的作用。而且汽車保險(xiǎn)杠還分為前保險(xiǎn)杠和后保險(xiǎn)杠這兩部分，這就需要相關(guān)人員對(duì)汽車前后端保險(xiǎn)杠結(jié)構(gòu)展開有效分析，借以保證汽車前后保險(xiǎn)杠在汽車行駛過程中的作用效果得以彰顯。從汽車前保險(xiǎn)杠的角度出發(fā)，還應(yīng)按照汽車前保險(xiǎn)杠結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求以及汽車行駛現(xiàn)狀對(duì)其實(shí)施全面優(yōu)化，以提高前保險(xiǎn)杠在汽車行駛中的作用效果

1汽車前保險(xiǎn)杠結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在進(jìn)行汽車前保險(xiǎn)杠結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)保證相關(guān)人員對(duì)前保險(xiǎn)杠實(shí)際作用效果和整體結(jié)構(gòu)等方面有所了解，嚴(yán)格控制汽車前保險(xiǎn)杠結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)問題。從多方面研究中了解到汽車前保險(xiǎn)杠結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮的因素主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1.1前保險(xiǎn)杠低速碰撞前處理設(shè)置

在對(duì)汽車前保險(xiǎn)杠進(jìn)行全面研究的過程中，了解到汽車前保險(xiǎn)杠主要是由迎撞面保險(xiǎn)杠、車架和吸能盒這三個(gè)部分組成。這就應(yīng)保證這三個(gè)部分安裝位置的合理性，使得前保險(xiǎn)杠在汽車安全行駛過程中發(fā)揮自身最大的作用。而且在進(jìn)行汽車前保險(xiǎn)杠設(shè)計(jì)時(shí)還用保證吸能盒整體質(zhì)量效果，有效吸收碰撞物體對(duì)汽車產(chǎn)生的危害，使得汽車在受到撞擊時(shí)出現(xiàn)損壞的幾率降到最低。除此之外，在進(jìn)行汽車前保險(xiǎn)杠結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)還需要相關(guān)人員對(duì)該裝置進(jìn)行仿真處理，強(qiáng)化各項(xiàng)模型在汽車前保險(xiǎn)杠結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的作用效果，使得汽車前保險(xiǎn)杠結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難度降到最低。除此之外，還應(yīng)保證汽車行駛速度能夠滿足前保險(xiǎn)杠作用效果要求，同時(shí)避免汽車前保險(xiǎn)杠在遭遇撞擊時(shí)出現(xiàn)穿透問題，使得汽車前保險(xiǎn)杠單面接觸的剛性設(shè)置能夠滿足汽車整體設(shè)計(jì)要求，這對(duì)于提升汽車行駛安全也起到非常重要的作用。

1.2前保險(xiǎn)杠模型變形

一般來說，汽車前保險(xiǎn)杠在遭受撞擊時(shí)很有可能會(huì)出現(xiàn)變形問題，如果不能有效處理汽車前保險(xiǎn)杠在使用過程中出現(xiàn)的變形問題，必然影響汽車行駛安全和我國交通運(yùn)輸行業(yè)發(fā)展水平。為此，在進(jìn)行汽車前保險(xiǎn)杠結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)就需要相關(guān)人員對(duì)相應(yīng)模型變形效果展開有效分析，并對(duì)相應(yīng)模型實(shí)施優(yōu)化處理，同時(shí)控制汽車前保險(xiǎn)杠橫梁出現(xiàn)變形問題，進(jìn)一步提高汽車前保險(xiǎn)杠質(zhì)量安全。而且在汽車前保險(xiǎn)杠遭受撞擊時(shí)，其中吸能盒會(huì)出現(xiàn)壓縮變形現(xiàn)象，因此，在進(jìn)行汽車前保險(xiǎn)杠結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)保證吸能盒模型質(zhì)量效果，嚴(yán)格控制吸能盒出現(xiàn)變形問題，以保證汽車達(dá)到安全行駛的狀態(tài)。

1.3前保險(xiǎn)杠位移

在進(jìn)行汽車前保險(xiǎn)杠結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)還需要相關(guān)人員對(duì)前保險(xiǎn)杠在使用過程中的位移情況展開有效分析，并結(jié)合前保險(xiǎn)杠位移情況規(guī)劃合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，嚴(yán)格控制汽車前保險(xiǎn)杠在長(zhǎng)時(shí)間使用過程中出現(xiàn)位移變化，據(jù)此強(qiáng)化前保險(xiǎn)杠在汽車安全行駛中的作用效果。為降低汽車前保險(xiǎn)杠設(shè)計(jì)難度，還需要相關(guān)人員對(duì)汽車前保險(xiǎn)杠設(shè)計(jì)時(shí)的位移變化以及其他方面因素展開有效分析，之后繪制標(biāo)準(zhǔn)合理的前保險(xiǎn)杠設(shè)計(jì)圖紙，要求相關(guān)人員能夠按照標(biāo)準(zhǔn)化圖紙開展汽車前保險(xiǎn)杠結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。除此之外，還應(yīng)要求相關(guān)人員通過物理性能對(duì)前保險(xiǎn)杠設(shè)計(jì)方案實(shí)施優(yōu)化調(diào)整，避免汽車前保險(xiǎn)杠在長(zhǎng)時(shí)間使用過程中出現(xiàn)物理變化。而且在完成汽車前保險(xiǎn)杠設(shè)計(jì)之后，還應(yīng)要求相關(guān)人員按照規(guī)定的流程開展前保險(xiǎn)杠壓縮處理，控制前保險(xiǎn)杠在壓縮處理過程中產(chǎn)生回彈現(xiàn)象。這不僅能夠提升汽車前保險(xiǎn)杠結(jié)構(gòu)綜合設(shè)計(jì)效果，對(duì)于提升汽車前保險(xiǎn)杠結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平和該項(xiàng)結(jié)構(gòu)實(shí)際作用效果也起到非常重要的作用。

2汽車前保險(xiǎn)杠結(jié)構(gòu)優(yōu)化

為保證汽車前保險(xiǎn)杠結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠滿足綜合優(yōu)化要求，就應(yīng)對(duì)汽車前保險(xiǎn)杠材質(zhì)和厚度事實(shí)優(yōu)化調(diào)整。就目前來看，我國各個(gè)汽車加工制造行業(yè)所開展的汽車前保險(xiǎn)杠結(jié)構(gòu)優(yōu)化主要表現(xiàn)在鋁合金保險(xiǎn)杠厚度優(yōu)化上，這就需要相關(guān)人員對(duì)這一優(yōu)化項(xiàng)目展開有效分析。而且汽車輕量化對(duì)于降低汽車油耗以及提高效率有較大的影響，現(xiàn)在較少采用傳統(tǒng)鋼材料作為保險(xiǎn)杠材料，鋁制材料由于密度小、強(qiáng)度高、材料特性成熟，因此被作為鋼制保險(xiǎn)杠的替換材料。對(duì)鋁制保險(xiǎn)杠厚度進(jìn)行優(yōu)化的目的是在保證車輛具有相同的吸能效果情況下，盡量降低保險(xiǎn)杠的厚度。保險(xiǎn)杠初始厚度取為3.5mm，優(yōu)化厚度分別為2.0mm、2.3mm、2.6mm、2.9mm、3.2mm、3.5mm。質(zhì)量為2t的質(zhì)量塊以4km/h的速度對(duì)汽車保險(xiǎn)杠進(jìn)行正面碰撞。將不同厚度保險(xiǎn)杠的質(zhì)量下降比、保險(xiǎn)杠最大位移、質(zhì)量塊速度為O時(shí)的時(shí)間（吸能總時(shí)間）、碰撞過程中保險(xiǎn)杠最大應(yīng)力值、車架最大應(yīng)力值以及吸能盒最大應(yīng)力值作為鋁合金厚度優(yōu)選指標(biāo)。隨著保險(xiǎn)杠迎撞面厚度的減小，最大位移逐漸增大，吸能總時(shí)間先增加后減小，保險(xiǎn)杠最大應(yīng)力值逐漸減小，吸能盒最大應(yīng)力值先減小后增加，車架最大應(yīng)力值變化較小。當(dāng)保險(xiǎn)杠厚度大于2.3mm時(shí)，吸能總時(shí)間最大。根據(jù)汽車實(shí)車碰撞試驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)，汽車吸能時(shí)間越長(zhǎng)說明車輛吸能效果越好，對(duì)乘員的保護(hù)越充分。當(dāng)保險(xiǎn)杠厚度下降為2.0mm時(shí)，其最大應(yīng)力值超過了材料的屈服應(yīng)力值（572MPa），吸能盒的最大應(yīng)力值也出現(xiàn)了突然增大的現(xiàn)象，吸能盒開始吸收能量，說明保險(xiǎn)杠系統(tǒng)偏弱。

結(jié)語

綜上所述，了解到前保險(xiǎn)杠在汽車安全行駛過程中起到非常重要的作用。這就應(yīng)加強(qiáng)汽車前保險(xiǎn)杠的研究力度，并按照標(biāo)準(zhǔn)程序開展汽車前保險(xiǎn)杠結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使得前保險(xiǎn)杠與汽車主體結(jié)構(gòu)處于相互銜接的狀態(tài)。此外，上文還通過多個(gè)方面介紹了汽車前保險(xiǎn)杠結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及優(yōu)化措施，改善汽車前保險(xiǎn)杠結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中不合理的地方，使得前保險(xiǎn)杠結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠滿足汽車整體結(jié)構(gòu)加工制造要求。