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安全车身结构的优化设计 孟晓光 阿尔特汽车技术股份有限公司 北京 100000 摘要：本文主要通过乘用车安全车身的特点、优点及能量传递方式的介绍，阐述了在安全车 身的结构设计中，应对正碰，侧碰方面所进行的结构优化设计。让我们充分认识到，只有设 计出安全车身结构，才能实现车身乘员舱部分的高刚度，保证碰撞发生时乘员舱的安全性。 关键词：安全车身；结构；优化设计 Abstract: This paper mainly through the introduction of passenger car safety body characteristics,advantagesandenergytransfermethod,describedinthestructural design of the safety body to respond to being touched, side impact structure optimizationdesign.Weare fullyawarethatonlythesafety bodystructuredesigned to achieve the high stiffness of the part of the body crew capsule, to ensure the safety of the crew compartment when the collision occurred. Keywords: security body; structure; optimization design 中图分类号：U463.82 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012） 05-0020-02 前言 随着公路的快速发展，乘用车的保有量越来越多。随着行车速度的提高，交通事故的不 断增多，行车安全显得越来越重要。为了使行车安全有保障，设计者们在不断地研发种类繁 多的主动安全技术，用来尽量避免和减少事故的发生。但是，由于车辆在路上的行驶带有驾 乘人员的主观性，所以事故还是有发生的可能。 事故一旦发生，势必会对乘员舱内的驾乘人员带来伤害，为了将由此带来的伤害降低到 最小，乘员舱的安全性就显得尤为重要。从事车身设计的工程师们，在正碰、侧碰两方面进 行多种设计方案的优化，以提高车身的安全性，让安全车身在被动安全中能够发挥巨大的作 用，保护驾乘人员的安全、避免伤害。 1 安全车身的特点及优点 安全车身，是指具有高刚度的乘员舱和有效的能量吸收结构的车身，当发生碰撞时，能 够有效保证乘员舱内驾乘人员的生存空间。 从安全车身的特点看，车身结构主要是由相对“软”的前、后部分和相对“硬”的中部 乘员舱组成。前部软，是指正碰时前机舱的溃缩变形区需要变形来吸收能量；中部硬，是指 驾乘人员的乘坐区域——乘员舱需要具有高强度，以保证不变形，避免直接伤及驾乘人员或 影响乘员在发生事故后逃生；后部，是指后碰的溃缩变形区，也是需要通过局部变形来吸收 能量。这样的结构，也可以总结为“两头软中间硬”。 现在各个公司所生产的车型中，虽然所采用的具体结构各不相同，但是都是遵循这个思 想和原则在设计安全车身。如，日产的 ZONE BODY 车身结构，丰田的 GOA（Global Outstanding Assessment）车身结构等。 2 安全车身的能量传递 车身在发生碰撞时所产生的能量，一部分被前机舱内变形结构吸收，如纵梁；另一部分 则需要通过车身的骨架结构来分散和传递。骨架结构主要包括乘员舱的A、B、C 柱，门槛、 边梁等。良好的能量传递途径，可以保证力的顺畅传递，使能量尽可能少的传至乘员乘坐部 1 分。 3 安全车身对应正碰时的结构优化设计 在发生正碰时，为了保证乘员舱为刚性结构，需要加强A柱断面系数、前围板总成位置 的强度；同时，需要在机舱内局部做相应的溃缩结构来吸收能量，降低车体加速度。 3.1正碰中采用加强方式的几种优化结构 1） 保证防撞梁的强度和刚性 采用高强度或超高强度钢板，提高碰撞的初始加速度及对应峰值，提高其所吸收的能量。 2）加大A柱的断面系数 在受造型条件约束的情况下，改变零件的料厚提高断面系数，采用高强度板等