汽車(chē)前防撞梁普通躲藏在前保險(xiǎn)杠里面以及車(chē)門(mén)內(nèi)部,在較大沖擊力作用下,彈性資料曾經(jīng)不能緩沖能量,真正起到維護(hù)車(chē)內(nèi)乘員的作用,它是車(chē)身被動(dòng)平安系統(tǒng)的一局部,防撞梁其實(shí)并不是讓車(chē)子“防撞”,它的主要作用是傳力。簡(jiǎn)單概括,防撞梁的作用是:低速碰撞能減少維修本錢(qián),高速碰撞有助于進(jìn)步維護(hù)性,特別在復(fù)雜真實(shí)的環(huán)境碰撞中。
(圖1:汽車(chē)前防撞梁)
一、汽車(chē)前防撞梁市場(chǎng)應(yīng)用狀況調(diào)查
汽車(chē)前防撞梁作為汽車(chē)的平安部件,通常采用金屬材質(zhì),如高強(qiáng)度鋼材和鋁合金等。它普通由防撞橫梁、吸能盒、吸能盒增強(qiáng)件及銜接板組成。圖1 示出汽車(chē)前防撞梁裝置位置。
經(jīng)過(guò)市場(chǎng)調(diào)查,共統(tǒng)計(jì)65 款車(chē)型前防撞梁資料應(yīng)用狀況,自主品牌19 款車(chē)型,其中2 款車(chē)型應(yīng)用鋁合金防撞梁;合資品牌46 款車(chē)型,有10 款車(chē)型應(yīng)用鋁合金防撞梁。前防撞梁應(yīng)用狀況統(tǒng)計(jì)。
調(diào)查結(jié)果顯現(xiàn):合資品牌鋁合金防撞梁應(yīng)用比例高于國(guó)內(nèi)自主品牌2 倍多,行業(yè)內(nèi)鋁合金防撞梁應(yīng)用是開(kāi)展趨向。鋁合金防撞梁均勻質(zhì)量4.5 kg,鋼制防撞梁均勻質(zhì)量6.6 kg,差值約32%,可見(jiàn)鋁合金防撞梁輕量化優(yōu)勢(shì)明顯。局部鋁合金前防撞梁應(yīng)用車(chē)型。
二、汽車(chē)前防撞梁碰撞仿真比照剖析
經(jīng)過(guò)HyperMesh 軟件樹(shù)立前防撞梁碰撞模型,模型建好后導(dǎo)入LS- DYNA 軟件停止防撞梁性能仿真剖析。工況選擇防撞梁正面碰撞,防撞梁資料選用6061 系鋁合金,碰撞質(zhì)量設(shè)置為1 700 kg,選用速度為36 km/h,計(jì)算時(shí)間設(shè)置為30 ms。
高強(qiáng)鋼汽車(chē)前防撞梁碰撞剖析圖。圖3b顯現(xiàn)高強(qiáng)鋼汽車(chē)前防撞梁碰撞總能量約85 kJ,其中48.2 kJ 被吸收轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,約56.7%的能量被吸收。
鋁合金汽車(chē)前防撞梁碰撞總能量約85 kJ,其中58.3 kJ 被吸收轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,約68.6%的能量被吸收。
比吸能即系統(tǒng)單位質(zhì)量的吸能量,比吸能反映了不同資料和構(gòu)造的吸能才能。在基于輕量化的構(gòu)造設(shè)計(jì)中,希望構(gòu)造件比吸能值越大越好[1]。圖5 顯現(xiàn)在30 ms 時(shí)鋁合金防撞梁比吸能為11.3 kJ/kg,鋼防撞梁比吸能為5.2 kJ/kg。鋁合金防撞梁的比吸能是鋼防撞梁比吸能的2 倍多。
三、結(jié)論
在汽車(chē)產(chǎn)品制造中,逐漸加大鋁合金資料的應(yīng)用比例是汽車(chē)輕量化的必然趨向,開(kāi)發(fā)鋁合金防撞梁是完成汽車(chē)輕量化主要途徑之一,鋁合金防撞梁經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)考證后必將取代鋼制防撞梁。
1)依據(jù)仿真剖析結(jié)果,正面碰撞鋁合金防撞梁吸收能量?jī)?yōu)于鋼制防撞梁,滿足設(shè)計(jì)運(yùn)用請(qǐng)求。
2)鋁合金相比鋼資料有著密度小的優(yōu)勢(shì),用鋁合金構(gòu)造替代傳統(tǒng)鋼構(gòu)造,可使前防撞梁質(zhì)量減輕30%~50%,輕量化效果顯著[2]。
3)經(jīng)過(guò)比照合資車(chē)企與自主車(chē)企鋁合金防撞梁應(yīng)用狀況,可發(fā)現(xiàn)采用鋁合金防撞梁是汽車(chē)輕量化將來(lái)趨向。
4)比照防撞梁比吸剖析結(jié)果顯現(xiàn),鋁合金防撞梁吸能才能明顯優(yōu)于鋼防撞梁,有助于進(jìn)步整車(chē)平安性。