汽車5%覆蓋度64km/h正面剛性壁障碰撞的前縱梁加強(qiáng)結(jié)構(gòu)研究

于爽 何洋 趙廣

摘 要：文章主要介紹了一種針對5%偏置碰的前縱梁加強(qiáng)結(jié)構(gòu)。在滿足汽車結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的前提下 通過在前縱梁處新增零件 對5%偏置碰的傳遞形式進(jìn)行優(yōu)化 優(yōu)化了力的傳遞路徑同時(shí)為解決了5%偏置碰過程中乘員艙侵入量過大問題提供設(shè)計(jì)思路。

關(guān)鍵詞：汽車;前縱梁;偏置碰

Abstract： This paper mainly introduces a front longitudinal reinforcement structure for 5% offset impact. On the premise of meeting the structural strength of the vehicle， by adding new parts at the front longitudinal beam， the transfer form of 5% offset collision is optimized， the transfer path of force is optimized， and the design idea is provided to solve the problem of too much invasion of passenger compartment in the process of 5% offset collision.

1 前言

中國保險(xiǎn)汽車安全指數(shù)（C-IASI）結(jié)合了的IIHS、歐洲的RCAR、NCAP的行人保護(hù)和主動(dòng)安全，即考慮高速碰撞及翻滾工況對人的傷害，又納入低速碰撞易維修性，以及對車外行人保護(hù)和避免碰撞的發(fā)生。

在中國保險(xiǎn)汽車安全指數(shù)（C-IASI）測試評價(jià)體系中，25%覆蓋度64km/h正面剛性壁障碰撞是車內(nèi)乘員安全指數(shù)的一個(gè)必考察的試驗(yàn)工況。

25%偏置碰與其他碰撞形式相比是一種不同的情況，其碰撞區(qū)域主要是不能通過壓潰變形得到保護(hù)的車身前端邊緣部分，碰撞載荷直接通過前輪，懸架系統(tǒng)，和前檔板進(jìn)行傳遞，向后進(jìn)入歇腳區(qū)域，將會(huì)引起更大的乘員艙侵入量，導(dǎo)致嚴(yán)重的腿部和腳部傷害。

2 25%覆蓋度64km/h正面剛性壁障碰撞

2.1 25%覆蓋度64km/h正面剛性壁障碰撞介紹以及與40%覆蓋度64km/h正面可變形壁障碰撞的區(qū)別

2.2 白車身縱梁處結(jié)構(gòu)

40%偏置碰的壁障是可變性的，能吸收30%-40%的碰撞能量，而且壁障能夠撞到單側(cè)縱梁?？v梁可分散碰撞載荷和吸收碰撞能量。而25%偏置碰的碰撞位置為縱梁偏外側(cè)位置，在該碰撞位置上，縱梁不能完全起到吸能的作用（如圖2）。

2.3 針對25%偏置碰白車身縱梁處結(jié)構(gòu)的改進(jìn)方向

25%小偏置碰的沖擊力白車身目前大部分的結(jié)構(gòu)（如圖3），碰撞力的方向如下：

由于碰撞位置在縱梁偏外側(cè)，碰撞載荷傳遞過程會(huì)直接通過車輪向后傳遞到成員艙。只有一小部分的碰撞載荷會(huì)沿著前防撞梁—吸能盒—前防撞梁安裝板—前防撞梁前蓋板—前縱梁、前縱梁外板。

同時(shí)根據(jù)各個(gè)車型的碰撞結(jié)果分析，得出如下結(jié)論。為了有效傳遞碰撞載荷，必須在碰撞力的方向進(jìn)行力的傳遞路徑的優(yōu)化，延長Shortgun并避免懸臂結(jié)構(gòu)提前進(jìn)入激烈的碰撞狀態(tài)。如下圖中：增加Shortgun延長段并與前縱梁蓋板進(jìn)行連接，有效地增加了一條傳力路徑。

3 結(jié)論

優(yōu)秀的碰撞結(jié)果離不開一套優(yōu)秀的碰撞策略，整車架構(gòu)必須有一個(gè)合理的受力傳遞路徑，腔體截面（如A柱和門檻的截面）和較高的傳力件強(qiáng)度，可以保證碰撞力可以穩(wěn)定地在規(guī)劃路徑上傳遞和分散，最終可以將碰撞力傳遞到A柱和門檻。

其次，因?yàn)檎囋谟诒谡吓鲎驳倪^程，碰撞重疊量僅為整車寬度的25%，原本應(yīng)該起主要緩沖、傳導(dǎo)、吸能作用的前縱梁，此時(shí)與剛性壁障并無接觸，起不到明顯作用。而此時(shí)前部相應(yīng)的傳力、吸能部件就變?yōu)閟hotgun總成，故shotgun本身的截面、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，尤其是shotgun和前縱梁之間的連接就顯得尤為重要。通過連接結(jié)構(gòu)，不僅加強(qiáng)了shotgun和前端框架連接，起到緩沖、吸收撞擊能量的作，也最終緩解了剛性壁和整車之間的碰撞。

參考文獻(xiàn)

[1] 王四文.轎車正面偏置碰撞結(jié)構(gòu)安全性研究.碩士學(xué)位論文.湖南大學(xué).

[2] C-IASI -中國保險(xiǎn)行業(yè)協(xié)會(huì).

[3] 劉釗，朱平，喻明，盧家海.基于正面力傳遞路徑的轎車車身結(jié)構(gòu)耐撞性[J].汽車安全與節(jié)能學(xué)報(bào).2011.04.