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蜂窝结构的保险杠横梁设计及碰撞仿真
６８０ ２０１４ＣＧ￣ＢＤ００８ ２０１４ 中国汽车工程学会年会论文集
蜂窝结构的保险杠横梁设计及碰撞仿真
刘利ꎬ 丁祎ꎬ 胡斯博
北汽股份汽车研究院
【摘要】 在汽车碰撞中ꎬ 保险杠横梁对车身的安全防护作用是不容忽视的ꎮ 为解决汽车正面碰撞时保险杠横梁永久变
形后不易替换修复的问题ꎬ 提出了一种新型的保险杠横梁ꎮ 该设计取消常用的吸能盒ꎬ 增加了便于更换的蜂窝结构ꎬ 增强了
保险杠横梁的维修性ꎬ 同时提高了吸能效果ꎮ 运用分析软件ＬＳ￣ＤＹＮＡꎬ 对所提出的带有蜂窝结构的保险杠横梁进行了不同
速度的碰撞分析ꎮ 与传统设计相比ꎬ 带有蜂窝结构的保险杠横梁的抗撞性能较高ꎬ 同时使用铝材减轻了重量ꎮ
【关键词】 保险杠横梁ꎬ 吸能盒ꎬ 蜂窝结构
Ｈｏｎｅｙｃｏｍｂ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ Ｆｒｏｎｔ Ｂｕｍｐｅｒ Ｂｅａｍ Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｃｒａｓｈ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ
Ｌｉｕ Ｌｉꎬ Ｄｉｎｇ Ｙｉꎬ Ｈｕ Ｓｉｂｏ
ＢＡＩＣＭｏｔｏｒ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ ＬｔｄＲ＆Ｄ Ｃｅｎｔｅｒ
Ａｂｓｔｒａｃｔ: Ｔｈｅｆｒｏｎｔ ｂｕｍｐｅｒ ｂｅａｍ ｉｓ ａ ｋｅｙ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｆｏｒ ｐａｓｓｅｎｇｅｒ ｓａｆｅｔｙ ｄｕｒｉｎｇ ｖｅｈｉｃｌｅ ｃｒａｓｈＩｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒꎬ ａ ｎｅｗ ｈｏｎｅｙｃｏｍｂ
ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｂｕｍｐｅｒｂｅａｍｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｔｏｒｅｓｏｌｖｅｔｈｅｂｕｍｐｅｒｂｅａｍｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔｐｒｏｂｌｅｍｗｈｅｎｔｈｅｂｕｍｐｅｒｂｅａｍｈａｖｅｐｅｒｍａｎｅｎｔ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ
ｄｕｒｉｎｇ ｖｅｈｉｃｌｅｆｒｏｎｔ ｃｏｌｌｉｓｉｏｎＴｈｉｓ ａｂｓｏｒｂ ｂｏｘ ｉｓｒｅｐｌａｃｅｄｂｙ ａｎｅｗ ｈｏｎｅｙｃｏｍｂ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅꎬ ｗｈｉｃｈ ｍａｋｅｔｈｅｂｕｍｐｅｒ ａｂｅｔｔｅｒ ｓｅｒｖｉｃｅａｂｉｌｉｔｙ
ａｎｄ ａ ｈｉｇｈｅｒ ｅｎｅｒｇｙ￣ａｂｓｏｒｂｅｄ ａｂｉｌｉｔｙＮｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｂｕｍｐｅｒ ｆｒｏｎｔ ｉｍｐａｃｔ ｉｓ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ ｗｉｔｈ ｄｅｆｅｒｅｎｔ ｉｎｉｔｉａｌ ｖｅｌｏｃｉｔｙ ｕｓｉｎｇ ＬＳ￣
ＤＹＮＡＴｈｅ ｃｒａｓｈｗｏｒｔｈｉｎｅｓｓ ｏｆ ｈｏｎｅｙｃｏｍｂｓｔｒｕｃｔｕｒｅｂｕｍｐｅｒｉｓｂｅｔｔｅｒｔｈａｎｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｆｒｏｎｔｂｕｍｐｅｒｄｅｓｉｇｎꎬ ｍｅａｎｗｈｉｌｅｔｈｅ６５％ ｗｅｉｇｈｔｏｆ
ｔｈｅ ｏｒｉｇｉｎａｌ ｆｒｏｎｔ ｂｕｍｐｅｒ ｉｓ ｒｅｄｕｃｅｄ ｄｕｅ ｔｏ ａｌｕｍｉｎｕｍｓ ｍａｔｅｒｉａｌ ｉｓ ａｐｐｌｙ ｏｎ ｔｈｅ ｎｅｗ ｂｕｍｐｅｒ
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ: ｂｕｍｐｅｒ ｂｅａｍꎬ ａｂｓｏｒｂ ｂｏｘꎬ ｈｏｎｅｙｃｏｍｂ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
１ 保险杠横梁改进设计
引 言
保险杠横梁本体主要有冷冲压成形、 热冲压成形和辊压
汽车车身保险杠横梁是汽车被动安全系统的一个重要组 成形三种加工方式ꎬ 不同加工方式对应的保险杠横梁材料、
成部分ꎮ 其作用是汽车发生低速碰撞时 (一般为１５ｋｍ/ ｈ 以 断面结构不尽相同ꎮ 传统保险杠横梁的材料对总成强度和刚
下)ꎬ 通过吸能盒的压溃变形ꎬ 来吸收碰撞能量ꎬ 避免撞击 度起着关键性作用ꎬ 保险杠横梁的结构、 加工成形方式对材
力对车身纵梁的损害ꎬ 降低维修成本ꎮ 在高速偏置碰撞中ꎬ 料要求也不同ꎮ 根据保险杠横梁总成的作用ꎬ 保险杠横梁本
保险杠横梁可以有效地将撞击力通过前后纵梁传递到整个车 体要求屈服强度比较高ꎬ 通常选用高强钢和超高强钢板ꎻ 通
体上ꎬ 尽可能让整个车体去吸收碰撞能量ꎬ 从而保护乘员及 常安装板的材料屈服强度要比吸能盒稍高一些ꎮ 图
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