汽車(che)前(qian)防撞(zhuang)梁一般隱藏在(zai)前(qian)保險杠(gang)里面以及車(che)門內(nei)部,在(zai)較(jiao)大沖擊力作(zuo)(zuo)用下(xia),彈性(xing)材料(liao)已經(jing)不(bu)能緩(huan)沖能量,真(zhen)正起到保護車(che)內(nei)乘員(yuan)的(de)作(zuo)(zuo)用,它是(shi)車(che)身被動安(an)全系統的(de)一部分,防撞(zhuang)梁其實(shi)(shi)并(bing)不(bu)是(shi)讓車(che)子"防撞(zhuang)",它的(de)主要(yao)作(zuo)(zuo)用是(shi)傳力.簡單(dan)概括,防撞(zhuang)梁的(de)作(zuo)(zuo)用是(shi):低速(su)碰撞(zhuang)能減少維修(xiu)成本,高速(su)碰撞(zhuang)有(you)助于提高保護性(xing),尤其在(zai)復雜真(zhen)實(shi)(shi)的(de)環(huan)境(jing)碰撞(zhuang)中.

    一、汽車(che)前防撞梁市場應用情況調查

    汽車(che)前(qian)(qian)防(fang)撞(zhuang)梁(liang)作為汽車(che)的安(an)全(quan)部件,通常采用金屬材質,如高強(qiang)度(du)鋼(gang)材和(he)鋁合金等.它一般(ban)由防(fang)撞(zhuang)橫梁(liang)、吸能(neng)盒(he)、吸能(neng)盒(he)加強(qiang)件及連(lian)接板組(zu)成.圖1 示出汽車(che)前(qian)(qian)防(fang)撞(zhuang)梁(liang)安(an)裝位置.圖2 示出汽車(che)前(qian)(qian)防(fang)撞(zhuang)梁(liang)實物圖.

    通過市場調(diao)查,共統計65 款(kuan)車型(xing)前防(fang)撞(zhuang)梁(liang)(liang)材料應用情況,自主(zhu)品(pin)牌19 款(kuan)車型(xing),其中(zhong)2 款(kuan)車型(xing)應用鋁(lv)合(he)金防(fang)撞(zhuang)梁(liang)(liang);合(he)資品(pin)牌46 款(kuan)車型(xing),有10 款(kuan)車型(xing)應用鋁(lv)合(he)金防(fang)撞(zhuang)梁(liang)(liang).

    調(diao)查結果(guo)顯(xian)示:合(he)(he)資(zi)品(pin)牌(pai)鋁合(he)(he)金防(fang)撞梁(liang)(liang)應用(yong)比例高于國內自(zi)主品(pin)牌(pai)2 倍多,行(xing)業內鋁合(he)(he)金防(fang)撞梁(liang)(liang)應用(yong)是發展(zhan)趨勢.鋁合(he)(he)金防(fang)撞梁(liang)(liang)平(ping)均(jun)質量4.5 kg,鋼(gang)制(zhi)防(fang)撞梁(liang)(liang)平(ping)均(jun)質量6.6 kg,差(cha)值約32%,可見鋁合(he)(he)金防(fang)撞梁(liang)(liang)輕量化優勢明顯(xian).部分鋁合(he)(he)金前防(fang)撞梁(liang)(liang)應用(yong)車(che)型,如表2所示.

    二、汽車前防(fang)撞(zhuang)梁碰撞(zhuang)仿真對比分析

    通過HyperMesh 軟(ruan)件(jian)建立前防撞(zhuang)(zhuang)(zhuang)梁(liang)碰(peng)撞(zhuang)(zhuang)(zhuang)模(mo)型,模(mo)型建好后導入LS- DYNA 軟(ruan)件(jian)進行防撞(zhuang)(zhuang)(zhuang)梁(liang)性能仿(fang)真分析.工況選擇防撞(zhuang)(zhuang)(zhuang)梁(liang)正面碰(peng)撞(zhuang)(zhuang)(zhuang),防撞(zhuang)(zhuang)(zhuang)梁(liang)材料選用6061 系鋁合金,碰(peng)撞(zhuang)(zhuang)(zhuang)質量設置(zhi)為1 700 kg,選用速度為36 km/h,計算(suan)時間設置(zhi)為30 ms.

    比(bi)(bi)吸能即(ji)系統單位質量的吸能量,比(bi)(bi)吸能反映(ying)了不同(tong)材料和結(jie)(jie)構的吸能能力.在(zai)基于輕量化的結(jie)(jie)構設計中(zhong),希望結(jie)(jie)構件(jian)比(bi)(bi)吸能值越大越好[1].圖5

   ; 顯示在30 ms 時鋁(lv)合(he)金(jin)防撞梁比(bi)吸能為11.3 kJ/kg,鋼防撞梁比(bi)吸能為5.2 kJ/kg.鋁(lv)合(he)金(jin)防撞梁的(de)比(bi)吸能是鋼防撞梁比(bi)吸能的(de)2

    倍多.

    3、結論(lun)

    在汽(qi)車產品制(zhi)造中,逐步加大鋁(lv)合金(jin)材料(liao)的應用比例是汽(qi)車輕量(liang)化(hua)的必然趨勢,開發鋁(lv)合金(jin)防(fang)撞(zhuang)梁(liang)是實(shi)現汽(qi)車輕量(liang)化(hua)主要途徑之一,鋁(lv)合金(jin)防(fang)撞(zhuang)梁(liang)經過設計(ji)驗證后必將取代(dai)鋼制(zhi)防(fang)撞(zhuang)梁(liang).

    1)根據(ju)仿(fang)真(zhen)分(fen)析結果,正(zheng)面碰撞(zhuang)鋁合金防撞(zhuang)梁吸(xi)收能(neng)量優(you)于鋼制防撞(zhuang)梁,滿足設計(ji)使用要求(qiu).

    2)鋁(lv)合(he)金(jin)相比(bi)鋼材料有著密(mi)度小的優勢,用鋁(lv)合(he)金(jin)結(jie)構代替傳統鋼結(jie)構,可使(shi)前防撞梁(liang)質(zhi)量(liang)減輕30%——50%,輕量(liang)化(hua)效果顯著[2].

    3)通過對比合資車(che)企與(yu)自主車(che)企鋁合金防撞(zhuang)梁應用(yong)情況,可(ke)發(fa)現采用(yong)鋁合金防撞(zhuang)梁是汽車(che)輕量化未來趨勢.

    4)對比(bi)防撞(zhuang)梁比(bi)吸能分析結果顯(xian)(xian)示,鋁合金防撞(zhuang)梁吸能能力(li)明顯(xian)(xian)優于(yu)鋼防撞(zhuang)梁,有(you)助于(yu)提(ti)高整(zheng)車安全性(xing).