基于碰撞安全性具有引导结构汽车前纵梁设计
2021-03-05李书舟
机械设计与制造 2021年2期
刘 珊,杨 斌,李书舟
(1.湖南电气职业技术学院汽车工程学院,湖南 湘潭 411101;2.广东理工学院,广东 肇庆 526100)
1 引言
汽车正面发生碰撞时,前纵梁是重要的承载和吸能结构,100%的正面碰撞是理想工况,实际中偏置碰撞是经常发生的工况[1]。发生偏置碰撞时,单侧的前纵梁完全轴向压溃吸能,而另一侧则会发生弯曲变形,失去承载能力;因此,通过改变前纵梁结构,使得两侧前纵梁最大限度的发挥作用,提升整车碰撞安全性的重要途径,也是目前,提升整车碰撞安全星级的重要途径。
国内外学者对此进行了一定研究:文献[2]基于碰撞安全性和轻量化的要求,对某款前纵梁结构进行优化设计,通过开设工艺孔的方法,实现减重和提升碰撞过程中的能量吸收;文献[3]基于LS-DYNA 对影响前纵梁吸能的壁厚、截面积、梁长度、接触面摩擦系数等因素进行分析,截面积和摩擦系数影响较大;文献[4]基于轻量化要求,研究材料的截面积、厚度、长度等对前纵梁安全性的影响,并进行轻量化设计;文献[5]采用软件仿真的方法对前纵梁弯曲变形承载的最大极限角进行分析,并对影响角度的最大因素进行优化。
针对前纵梁进行优化设计分析,基于前纵梁弯曲压溃变形,分析前纵梁弯曲变形的截面受力变形模式,设计具有外延变形和对称变形交替出现的前纵梁结构,在前纵梁开引导槽,以此提升前纵梁的安全性;基于碰撞法规,选取正面100%刚性壁障碰撞和正面40%可变形壁障碰撞进行改变前后的性能验证;……
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