保险杠设计思想讲义.doc

㈠ 设计思想 保险杠是汽车上较大的外覆盖件之一，作为一个独立的总称安装在汽车上，它对车辆的安全防护、造型效果、空气动力等性能有较大的影响。其作用有两个方面：保护作用，当汽车与其他车辆或障碍物发生碰撞时，避免损伤车身和附件；装饰作用。保险杠按其使用材料分为金属保险杠和非金属保险杠。金属保险杠一般采用高强度钢板冲压而成，一般用于客车和货车；非金属保险杠采用模压塑料板材、改性PP材料，一般用于轿车。 保险杠的主要功能是安全防护，因此其结构要求具有足够的强度、刚度并兼有对装备件、人、车的保护作用，即起缓冲吸能作用；另一方面，应满足整车造型效果及空气动力性的要求。 保险杠的结构组成、功能及常用材料： 1）保险杠支架：连接保险杠总成与车体纵梁，ST12厚1.2mm； 2）保险杠骨架：安全防护主要承载件，一般灯口区域和端部设有加强结构，ST12厚1.5mm； 3）保险杠外壳：装饰、外形效果、空气动力性，改性PP厚3.5mm； 4）保险杠侧导向架：保险杠后部两侧可靠定位连接，保证与翼子板间隙，防止保险杠后侧面变形，改性PP厚2.0mm； 5）进风口格栅：通风、装饰造型效果，改性PP厚2.0mm； 6）装饰条：也叫防擦条，设计成独立装配件擦碰伤后可单独替换，改性PP厚3.5mm； 1、设计原则与设计流程 保险杠的设计一般要遵照以下原则： 保护功能 在汽车发生碰撞时，保险杠应能吸收部分能量，以保护车身，提高行车安全性。 装置功能 在保险杠上要给予足够的空间和装置条件以装置灯具、牌照架及牌照等件。 美化功能。 提高空气动力特性，保险杠正面迎风面积较大，对空气动力性的影响也大 设计流程： 造型设计阶段： 1、造型可行性分析(含典型断面设计) 2、制作典型截面 3、整车空气动力学分析 4、造型CAS面发放(制作物理模型1) 结构设计阶段： 工程可行性分析(含主断面设计) 汽车牌照安装位置和照明（前和后） 前后保险杠位置校核 保险杠突出校核 汽车牌照安装校核 保险杠低速冲击校核 零件描述（描述各零件尺寸、重量、工装及工艺流程等） 2D 图/ 3D 数模 物料清单（BOM） 工程检查报告 间隙及公差偏置的解释 目标成本及重量 检查装配顺序 布置装配线 2、设计参数确定 1）保险杠与整车相关的参数：接近角、离去角、前悬； 2）保险杠的自身参数：长、宽、高； 3）保险杠的材料参数：材料的流动性、成型性等； 4）保险杠的相关法规：雾灯的离地高度、牌照灯的配光角度； 5）保险杠材料的技术参数： 保险杠面罩是大型薄壁注塑件，面罩同时又是外覆盖件，要求所用材料具有较好的流动性，同时具备较高的制作精度和耐紫外线稳定性，大部分车型前后保险杠的基本材料采用改性聚丙烯（PP+EPDM），保证了车体间隙和外表色泽的稳定性。在结构设计中，为避免转角处应力集中，都采用圆弧过渡，这对于模具制造及使用寿命都是有利的。表1是目前欧美系、日系及目前我们采用的保险杠材料的性能对比： 项目 单位 欧美 日系 PP+EPDM 密度 g/cm3 0.95~0.99 0.97~1.04 0.97±0.02 填充物含量 % 0~12 10~20 0 熔体指数 g/10min 5~15 12~35 ≥12 拉伸强度 MPa 14~20 14~20 ＞15 断裂伸长率 % 200~500 50~500 ≥100 弯曲模量 MPa 700～1100 1000～1800 ≥1372 弯曲强度 MPa 15～26 15～26 悬臂梁冲击强度（缺口） KJ/m2 23℃ NB NB ≥46 -30℃ 5~10 3~7 ≥7 成型收缩率 1/1000 7~13 6~9 8 表1 2、缓冲块材料的技术参数 缓冲块材料用的是聚丙烯发泡珠粒泡沫塑料（简称EPP）， 特性 试验值 　 　 模塑件密度范围 20-90kg/m3 60 kg/m3 80 kg/m3 抗压强度 Y=-8.9433×10-2+4.5289×10-3X+3.1325×10-5X2M pa min 0.246 0.399 抗拉强度 Y=0.2225+4.6136×10-5X+2.3248×10-5X2M pa min 0.292 0.346 吸水性 0.02g/cc max 　 　 其中X为模塑泡沫密度，Y为相应的特征值。一般来说，密度的选择是根据不同的车型来区分的。具体见下表： 密 度 使用车型级别 30-50 经济型车 50-80 中 级 车 80-120 高 级 车 我们目前采用的是密度为80 kg/m3的聚丙烯发泡珠粒泡沫塑料。 3