汽車車身結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)-資料下載頁(yè)
2025-02-22 12:41本頁(yè)面
【正文】 車輛來進(jìn)行，這中間有任何一方有 貓膩 (比如政府官員貪污或企業(yè)行賄 )都會(huì)導(dǎo)致試 驗(yàn)的虛假。 而歐美的碰撞試驗(yàn)則是由社會(huì)第三方來進(jìn)行的，如：歐洲 NCAP是一個(gè)行業(yè)性組織，它 由歐洲各國(guó)汽車聯(lián)合會(huì)、政府機(jī)關(guān)、消費(fèi)者權(quán)益組織、汽車俱樂部等組織組成。 NCAP 不依附于任何汽車生產(chǎn)企業(yè)，因此試驗(yàn)的結(jié)果具有絕對(duì)的公證性和權(quán)威性。其所需經(jīng) 費(fèi)由歐盟提供 (廠家做試驗(yàn)時(shí)也要付出較高費(fèi)用 )，不定期對(duì)已上市的新車和進(jìn)口車進(jìn) 行碰撞試驗(yàn)，這些試驗(yàn)往往是廠家主動(dòng)要求的，以保證試驗(yàn)的公正性。 試驗(yàn)的方法 目前我國(guó)實(shí)施的 GB11551汽車正碰強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于歐洲 NCAP標(biāo)準(zhǔn)，碰撞實(shí)驗(yàn)只有正前 方一個(gè)方向，正碰速度我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)為 50km/h，碰撞方式的標(biāo)準(zhǔn)為 100％正面碰撞，此外國(guó) 內(nèi)試驗(yàn)中使用的墻壁為可吸收部分能量可變型墻壁。另外歐洲 NCAP有車速 50公里 /小時(shí) 的側(cè)面撞擊，中國(guó)沒有相關(guān)的強(qiáng)制性法規(guī)。 歐美國(guó)家的試驗(yàn)則是有前、后、左、右、上等五個(gè)方向。歐洲 NCAP的正面碰撞的車速 為 64 km/h，側(cè)面碰撞的車速為 50 km/h。測(cè)試結(jié)果以星級(jí)表示，共有 5個(gè)星級(jí)，星級(jí)越 高表示該車的安全性能越好，此外， NCAP還要對(duì)車輛在保護(hù)兒童和行人方面進(jìn)行測(cè) 試。因此近年 NCAP也將汽車對(duì)行人保護(hù)程度劃分為 4星級(jí)。 NCAP為模仿出現(xiàn)幾率最高的 兩車對(duì)撞情況 40％重疊正碰，而 NCAP使用的還是剛性墻壁。另外歐洲還多一個(gè)側(cè)面扭 曲碰撞：即用一根 30公分鋼棒以時(shí)速 50公里撞向車側(cè)。 61 重慶大學(xué)車輛工程系 一、對(duì)汽車結(jié)構(gòu)碰撞性能提出的要求 ? 汽車對(duì)正面固定障礙物的沖擊 – ，轉(zhuǎn)向柱相對(duì)于乘坐室向后移動(dòng)量不得超過 – 風(fēng)窗玻璃安裝條的完整性 – 燃料系的完整性 ? 車后移動(dòng)障礙物對(duì)汽車的沖擊 ? 側(cè)向移動(dòng)障礙物對(duì)汽車的沖擊 ? 車頂抗撞壓強(qiáng)度 – 加載力車重 22240N兩者中較小者，要求試驗(yàn)裝置移動(dòng)量不超過 127mm ? 車內(nèi)撞擊中的乘員保護(hù) 62 重慶大學(xué)車輛工程系 二、碰撞時(shí)人員損傷的評(píng)價(jià)指標(biāo) ? ? ? ? 碰撞時(shí)人體響應(yīng)的安全性指標(biāo) A 傷害指數(shù)和腦損傷程度 胸部忍受撞擊性能要求的評(píng)價(jià)指標(biāo) 下肢忍受的撞擊極限性能評(píng)價(jià)指標(biāo) 63 重慶大學(xué)車輛工程系 三、汽車碰撞時(shí)的車身安全性設(shè)計(jì) ? 車身結(jié)構(gòu)必須具有緩沖變形功能，以吸收碰撞能量，降低 碰撞加速度和撞擊力 ? 應(yīng)為車內(nèi)乘員提供生存空間，即車身整體剛度分布應(yīng)合理 且能夠控制，以保證乘坐室撞擊時(shí)的完整性 64 重慶大學(xué)車輛工程系 ? 正面碰撞的變形區(qū)域要盡可能多地吸收撞擊能量，變形形 式及變形特性滿足一定要求。 ? 尾部碰撞，理想碰撞變形特性與前部相同，因車速較低， 尾部吸能設(shè)計(jì)不如前部重要。傷害形式是頸部沖擊損傷， 尾部區(qū)段應(yīng)盡量軟化，座椅頭枕要起保護(hù)作用。 ? 側(cè)面碰撞，撞擊部位是車門或立柱。要求具有足夠大的剛 性、車門和立柱不發(fā)生大的變形。車門內(nèi)板應(yīng)柔軟或安裝 有安全氣囊。 65 重慶大學(xué)車輛工程系 四、碰撞安全性的設(shè)計(jì)方法 ? 經(jīng)驗(yàn)法 – 以大量的碰撞事例為基礎(chǔ)。 – 如轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)造成駕駛員致命傷害，用彈簧或鉸接桿代替剛性直桿 轉(zhuǎn)向柱。 – 周期長(zhǎng)、成本高，不能直接為不同類型設(shè)計(jì)提供有效指導(dǎo) ? 試驗(yàn)法 – 試驗(yàn)過程是對(duì)典型汽車碰撞過程的物理模擬 – 周期長(zhǎng)、成本高 – 可分為法規(guī)碰撞試驗(yàn)、部件匹配試驗(yàn)、自行開發(fā)研究試驗(yàn) ? 數(shù)學(xué)分析法 – 解析法 – 多剛體動(dòng)力學(xué)法 – 有限元法 66 重慶大學(xué)車輛工程系 五、車身碰撞安全性設(shè)計(jì)與措施 目標(biāo)：降低法規(guī)所規(guī)定的傷害指數(shù)。 汽車前部和后部均為彈性結(jié)構(gòu) (即設(shè)計(jì)成緩沖吸能區(qū) ),中 部為剛性結(jié)構(gòu) ,能使乘員免受傷害或減輕傷害 影響汽車碰撞人體響應(yīng)快慢和嚴(yán)重程度的環(huán)節(jié) – – – – – – 碰撞界面 緩沖吸能系統(tǒng) 安全區(qū)保護(hù)結(jié)構(gòu)系統(tǒng) 轉(zhuǎn)向盤與內(nèi)飾系統(tǒng) 安全氣囊 安全帶與座椅系統(tǒng) 67 重慶大學(xué)車輛工程系 汽車車身碰撞的緩沖設(shè)計(jì)和吸能措施 ? 1)采用吸能保險(xiǎn)杠系統(tǒng) – 金屬保險(xiǎn)杠和能量吸收機(jī)構(gòu)組 合在一起的系統(tǒng) – 利用塑料發(fā)泡體及蜂窩狀的吸 能系統(tǒng) – 硬塑料盒加強(qiáng)梁組合在一起的 吸能系統(tǒng) 要求 : 能量吸收率高、耐久性好且能承 受很大的彎曲和扭轉(zhuǎn)載荷等特 點(diǎn)，能保證在 36~+65℃ 范圍內(nèi) 吸能性能波動(dòng)不大，并應(yīng)符合 質(zhì)量要求。 68 重慶大學(xué)車輛工程系 汽車車身碰撞的緩沖設(shè)計(jì)和吸能措施 ? 2）汽車頭部采用“軟”設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)；采用碰撞時(shí)能使發(fā)動(dòng) 機(jī)向下移動(dòng)而不會(huì)侵入乘員室的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 69 重慶大學(xué)車輛工程系 汽車車身碰撞的緩沖設(shè)計(jì)和吸能措施 ? 3）采用合適厚度和橫截面的薄壁金屬制造吸能區(qū)構(gòu)件 各種橫截面梁的碰撞力對(duì)于方形截面的比值 截面形狀 比值 (%) 重慶大學(xué)車輛工程系 方形 100 矩形 69 六邊形 107 圓形 114 八邊形 115 70 汽車車身碰撞的緩沖設(shè)計(jì)和吸能措施 ? 4）在吸能區(qū)對(duì)薄壁構(gòu)件采用“預(yù)變形技術(shù)”，使結(jié)構(gòu)的 某些部位弱化或強(qiáng)化，導(dǎo)致整體產(chǎn)生皺褶變形而增大吸收 碰撞能量。 對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)變形技術(shù)，不能影響構(gòu)件發(fā)揮正常的作用與功能， 如支撐或承載 71 重慶大學(xué)車輛工程系 汽車車身碰撞的緩沖設(shè)計(jì)和吸能措施 ? 5）在設(shè)計(jì)吸能用的薄壁構(gòu)件和實(shí)施焊接工藝時(shí)，采用合 理的焊接形式、焊點(diǎn)疏密度以及焊接強(qiáng)度，避免焊點(diǎn)在碰 撞過程中過早脫開。 承受碰撞能力 1 72 重慶大學(xué)車輛工程系 ? 6）保險(xiǎn)杠與車架之間加上與車架材料相同的波紋管代替 原保險(xiǎn)杠支架 73 重慶大學(xué)車輛工程系 ? –1）采用帶有緩沖裝置的安全轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，如轉(zhuǎn)向柱采用 縮式中間軸、波紋管式中間軸或斷開式中間軸的結(jié)構(gòu) 形式，隔絕一次碰撞；也可采用能量吸收式轉(zhuǎn)向柱來 保護(hù)駕駛員免受二次碰撞傷害 –2）采用座椅安全帶、安全氣囊等防止乘員二次碰撞 –3）設(shè)計(jì)具有足夠強(qiáng)度與剛度的座椅 –4）設(shè)計(jì)性能良好的座椅頭枕來保護(hù)乘員頭部、頸部免 受傷害或減輕傷害 –5）對(duì)儀表板進(jìn)行安全性設(shè)計(jì) –6）車身的車頂應(yīng)有抗撞壓的能力 74 重慶大學(xué)車輛工程系 167。 5 汽車車身輕量化設(shè)計(jì) ? 一、車身輕量化的途徑 ? 二、在車身輕量化設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問題 75 重慶大學(xué)車輛工程系
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