朱其文 张子鹏 魏晓辰

（中国汽车技术研究中心）

汽车安全越来越受到重视，在汽车被动安全中，根据碰撞形式进行划分，可分为正面碰撞、侧面碰撞、偏置碰撞、后碰、柱状碰撞和翻滚安全等[1]。由于正面碰撞发生最为频繁，发生比例约占所有碰撞比例40%，故国内外对正面碰撞的研究较多[2]。当汽车发生正面碰撞时，位于汽车压溃区的汽车前部部件承担着主要吸能部件的责任，内部乘员的损伤情况与汽车前部部件的吸能特性有着十分紧密的联系。因此合理设计汽车前部部件及选择前部部件材料模式，对于乘员保护具有重大的意义。

1 汽车正面碰撞有限元建模

1.1 整车有限元模型

文章使用的Ford Taurus 整车正面碰撞模型是由美国国家道路交通安全管理局的EASI Engineering 开发，由美国乔治亚大学的国家碰撞分析中心（NCAC）所提供的，如图1 所示。整车沿车身纵向、横向及高度方向分别为X，Y，Z 方向，车体前端部分的单元网格分割较细致，而车体中间和后端结构因不会发生大变形，而以较粗的单元网格分割表示，共分为133 个组件，有26 793 个节点、348 个固体单元、27 873 个薄壳单元、140 个梁单元及31 个质量单元。全部的133 个组件当中，104 个组件是以壳单元建造模型的薄金属部分，18 个组件以梁单元来配置代表汽车的钢梁，水箱组件则以固体单元来进行构建，装置在车体上的8 个加速度传感器也是采用固体单元来进行建模。

一般汽车前部主要的吸能部件有前保险杠、保险杠支架组件、保险杠横梁、第一横梁、第二横梁、底盘前纵梁、前纵梁组件及前部主横梁等。……