孙明英

（郑州宇通客车股份有限公司，河南 郑州 450061）

前言

正面碰撞事故是发生频率最高的事故模式[1]。发生正面碰撞时，汽车前部结构需要通过自身的变形来减缓碰撞时的冲击力，并吸收碰撞能量，为保护乘员提供稳定、平缓的加速度环境[2]。

国内外很多学者研究碰撞缓冲吸能装置种类较多，比如金属薄壁管结构、磁流变吸能结构、填充泡沫铝结构、剪断螺栓式吸能结构以及液压吸能结构等[3～6]。其中，金属薄壁管以结构简单、低成本、性能稳定等优点，广泛应用于飞机、汽车等几乎所有交通工具的碰撞冲击能量耗散系统中。

因此，本文基于客车前部耐撞性结构的性能要求，通过仿真和试验的方法，对不同截面形状、加工工艺的钢制、铝制碰撞缓冲吸能装置优化研究。

1 碰撞缓冲吸能装置结构选型

碰撞缓冲吸能装置的设计目标为两个：① 单位质量吸收的能量尽可能大；② 碰撞缓冲吸能装置的压溃力曲线波动尽可能平缓。参考乘用车正面碰撞设计思路，初定碰撞缓冲吸能装置吸收的能量不低于整车碰撞总能量25%。12 米客车碰撞动能约为450kJ，安装两个吸能装置，则单个吸能装置吸收能量应不低于56kJ。结合客车前部空间限制，有效吸能长度约为130mm，因此吸能装置平均压溃力约为430kN。

常见的金属薄壁缓冲吸能装置材料为钢材、铝合金等。截面形状常选择正方形结构、田字型结构、多边形结构、嵌套结构等，如图1 所示。一般厚度为2.0-4.0mm。

图1 常见碰撞缓冲吸能装置结构型式