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毕业论文

题目:汽车安全结构与碰撞

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摘要

本文介绍了在汽车碰撞事故中,车身不同部位的刚性对其安全性有不同的影响提出了合理的车身刚性设计结构,即前后部为弹性中部为刚性结构。阐述了车身骨架以及强化钢梁在汽车碰撞时的作用。分析了在汽车发生前部撞击，侧面撞击，后部撞击时受力的传导。以及汽车喷漆对汽车保护的作用

关建词：汽车车身、汽车碰撞、车身变形

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一．车身结构简介

一般来说，车身结构被分为以下几种类型

1.1非承载式车身

将发动机和悬挂系装置等安装在用厚板做成的车架上，并在该车架上通过橡胶缓冲支架等安装车身的构造,由于车身和车架之间是通过橡胶制缓冲材结合的，所以来自发动机和路面等的震动、噪音不易传到车身上，从而提高驾乘的舒适性。

1.2承载式车身

承载式是指类似于鸡蛋单体的外壳，通过车身外板和框架组等使得应力被广泛分散出去。乘用车多采用车室部较坚固，由前后部分来吸收大部分撞击能量的构造。承载式车身的汽车没有刚性车架，只是加强了车头、侧围、车尾、底板等部位，发动机、前后悬架、传动系统的一部分等总成部件装配在车身上设计要求的位置，车身负载通过悬架装置传给车轮。承载式车身除了其固有的乘载功能外，还要直接承受各种负荷力的作用。承载式车身不论在安全性还是在稳定性方面都有很大的提高，它具有质量小、高度低，装配容易，高速行驶稳定性好等优点，但是产生的噪声和振动相对较大，大部分轿车采用这种车身结构。

1.3半承载式车身

只是一种介于非承载式车身和承载式车身之间的车身结构，因此被称为办承载式车身。它的车身为半承载式车身。它的车身本体与底价用焊接或螺栓刚性连接，加强了部分车身底架上，车身与底架成为一体同承受载荷。这种形式实质上是一种无车架的承载式车身结构。因此通常人们只将汽车车身结构划分为非承载式车身和承载式车身

二．汽车车身结构的安全性

安全车身是在这三种车身结构的基础上，有针对性的对其安全性进行改进与优化。在事故调查中，正面及侧面碰撞造成乘员死亡的比例是最大的。经计算可知，在车速8km／h发生碰撞时．这部分能量占总碰撞能量的70％。因此，在发生正面碰撞时，车身前部结构吸能与车室变形关系重大。所以，首先应该对汽车车身前部和侧面结构进行优化。安全车身应该包括：前后碰撞变形区和高强度乘员舱。前后碰撞变形区应拥有柔软的吸能区．吸能区在正面碰撞中变形越大，对于碰撞能量的吸收就越多，产生二次碰撞的能量也就越小，可以尽可能小的避免撞击力传到乘员舱中。同时．应采用高强度乘员舱，保证碰撞后乘员舱的有效空间．避免乘员受到挤压，减少乘员受伤的危险。特别是在遭受侧面碰撞时由于轿车侧面与外界只有一扇车门之隔，因此车门的抗冲击能力和乘员舱的框架强度成为保护乘员的根本。

除此之外，车身的材料对其安全性同样起的非常重要的作用。安全车身结构通过使用不同强度的钢材分为：普通、高强度、超高、特高四种。将车身的前后分为多个变形吸能区域．乘员舱用超高强度钢，保证其强度，在侧面增加了特高强度钢的加强筋，将侧面碰撞力有效地转移到车身具有保护作用的梁、柱、地板、车顶及其他部件，使撞击力被这些部件分散、吸收，从而极大限度地把可能造成的损害降低到最小程度。安全车身通过吸能变形区的设计．让车体的前部在碰撞时吸收大部分能量．让坚固的乘员舱尽量减少变形以避免乘员受到挤压。最重要的是要使以下三种情况得到保证：

1．发生碰撞后乘员舱的变形量极小或者不变形车身前部变形明显．发动机盖向上翘弯，叶子板也向两旁弯曲，发动机室里的机件则向上方及两侧移动，惟独不朝客舱的方向溃缩。如图3所示的阴影线部分就是撞车变形的理想区域。

2碰撞后车门是否能顺利打开：车厢的刚性结构，在将传至乘员的冲击力减小的同时也使车厢的变形减至最小。这样能够保护乘员舱的完整性及保护乘员安全逃离。既要防止汽车发生侧面碰撞时车门自动打开，又要保证碰撞后．车门能够容易开启，以利于乘员的车外救护。

3．能量吸收机构是否可以降低对成员造成二次碰撞的撞击力：把冲撞力切断、吸收，再经由整体式车身，把力量均匀分散至车身各部分骨架。现代车身的安全设计以自我牺牲的方式．当车子在重撞击的瞬间，尽可能降低内部空间的变形程度，最大限度保护坐舱中的乘驾者。

2.1前部能量分散、吸收构造

为了能够合理分散、吸收前部碰撞时的能量，强化了前部骨架并利用汽车前部的压溃变形吸收能量，以缓解碰撞加速度，汽车前部(特别是纵梁)常设计威s形纵梁或Y形纵梁。（如图2.1）