前车门铰接连接对汽车小重叠碰撞的影响分析

自2012年美国公路安全保险协会（IIHS）制定小重叠碰撞（SOI）测试以来，汽车制造商致力于在车身结构中开发出多种优化方案，用来获得IIHS较高的安全评级。SOI测试规定，汽车以64km/h的行驶速度正面撞击重叠率25%的刚性障碍物，记录该测试条件下对驾驶员头部和腿部产生的损伤。与SOI测试结果相关的汽车结构包括两部分：汽车驾驶室前部结构；驾驶室周围结构。其中，汽车驾驶室前部结构用来吸收产生的碰撞能量，并为汽车远离障碍物偏转提供足够的强度和刚度。而驾驶室周围结构则通过具有足够强度和刚度的金属覆盖件为驾驶员提供保护，防止碰撞碎片、异物进入驾驶室。

在改善汽车小重叠碰撞特性而进行优化设计时，主要通过优化驾驶室周围结构来实现。驾驶室周围结构包括前车门、A柱、B柱和汽车顶部车架。利用有限元分析方法对驾驶室周围结构在小重叠碰撞下的能量吸收情况进行仿真。在构建仿真模型时，以一辆B级车作为原型车。仿真分别记录小重叠碰撞下车辆A柱、B柱加速度曲线，前车门门框变形量和各部件的吸能情况。仿真结果显示，小重叠部分车体变形剧烈，左侧车轮向后溃缩，A柱侵入驾驶室，前车门铰接处发生断裂。A柱侵入驾驶室可能与前车门铰接处断裂相关。对此，又进行了增大前车门铰接处的强度和刚度的优化，并对优化后的结构进行有限元仿真。仿真结果表明，增加前车门铰接处强度和刚度，有利于防止A柱侵入驾驶室，保证铰接处不发生断裂，能够很好地保证汽车其它结构碰撞能量的吸收。因而，前车门与车架连接的两个铰接接头在小重叠碰撞中发挥着重要作用。

Eric S.Elliott et al.SAE

2016-01-0402.

编译：李臣