汽车侧面碰撞B柱结构优化设计

连胜利，张向亮，刘剑，马永强

（长城汽车股份有限公司技术中心，河北省汽车工程技术研究中心，河北 保定 071000）

汽车侧面碰撞B柱结构优化设计

连胜利，张向亮，刘剑，马永强

（长城汽车股份有限公司技术中心，河北省汽车工程技术研究中心，河北 保定 071000）

某轿车侧碰仿真试验过程中，发现B柱上端侵入量过大，针对B柱结构进行问题分析，提出结构优化方案。经仿真验证，优化后的结构满足碰撞要求和成型要求。

侧面碰撞；B柱；结构优化

CLC NO.: U467.1 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2015)04-11-02

前言

汽车侧面碰撞事故是我国发生频次较高、造成损失最大交通事故。根据2005年数据统计，汽车侧面碰撞事故的发生率占整个交通事故的27%，造成事故损失占42%，针对此现象，我国制定了汽车侧面碰撞乘员保护标准GB 20071－2006，于2006 年7 月1 号实施，故提高汽车侧面碰撞安全性能成为汽车行业的重要研究课题，本文针对某自主品牌轿车侧面碰撞安全性存在的缺陷, 结合侧面碰撞试验,采用计算机仿真技术阐述了汽车侧面碰撞安全性的设计与优化。

1、试验结果

根据法规要求，台车以50KM/H速度侧面碰撞车体，车体变形后能达到相关要求。其中一条重要经验便是对于A级车B柱及车门的变形量不得超过180mm。某自主品牌轿车根据 CAE对车身数据分析，发现B柱上端有折弯现象，侵入量最大为213mm过大，具体情况见图1。

2、缺陷分析

通过分析车身碰撞侧B柱、门槛梁、车门防撞杆等部位的变形可知，该车型门槛、车门防撞梁变形量较小，主要由于B柱整体结构较弱，导致车身B柱刚度偏低，造成侵入量大。

3、结构优化

3.1 B柱铰链加强板优化

考虑到B柱还不够强及修改量最小，修改B柱铰链加强板。将原有材料SATH400/T=2.3 改为SAPH440/T=2.5。分析结果如图2。根据图2显示，加强B柱加强板对侧碰的侵入没明显改善，此方案不能满足要求。

3.2 减弱车门防撞杆

考虑到B柱上端相对较弱，且车门防撞杆基本没有变形。减弱车门防撞杆，让其充分变形，吸收更多的能量。将原来车门防撞杆材料BR1500 HS 改为普通加强材料B210P1。经分析，对侧碰的侵入基本没改善。见图3。

3.3 B柱铰链加强板向下加长

考虑到将碰撞力分散，将B柱铰链加强板向下加长，与B柱加强板一致，和门槛梁连接起来。使碰撞时将碰撞力通过B柱铰链加强板传到地板上。具体见图4。

3.4 B柱加强板上段加强

考虑到B柱加强板上段变形，直接对变形处加强。第一种方案就是在变形处加加强板，但B柱铰链加强板处焊接边较短，必须用CO2焊接，影响生产节拍，且会增加车重。第二种方案便是直接加强B柱加强板（激光拼焊板）上段材料，由原来的B210P1改为B400/780DP，这种修改相对方便，不会引起大的变更。首选第二种方案进行分析，其变形如图5从图中可以看出，最大变形量为167mm，能满足碰撞要求。由于对材料的屈服强度进行加强，同时让模具工程师对成型性进行分析，结果屈服强度太高，局部有开裂现象。为了更改量最小化，又将材料改为B340/590DP，这样最大变形量为175mm，能满足碰撞和成型的要求。

4、结论

在汽车侧面碰撞系统设计过程中，B柱结构设计为重要部位，方案设计时要同时考虑子系统材料、结构、成型性对整体系统影响，确定最优方案。

[1]陈晓东等. 汽车侧面碰撞计算机仿真方法[ J ]. 汽车工程, 2004, 26( 1) : 65- 69.

[2]GB 20071—2006 汽车侧面碰撞的乘员保护.

[3]朱西产 轿车侧面碰撞安全性的试验研究[C ]. 中国. 汽车工程学会2003 学术年会Sup. 北京: 机械工业出版社, 2003: 1096-1101.

The optimizational design of the vehicle B pillar in the lateral impacte

Lian Shengli, Zhang Xiangliang, Liu Jian, Ma Yongqiang
（Technical Center, Great Wall Motor Company Limited, Major Lab. of Vehicle Safety Integration and Smart Control in Hebei Province, Hebei Baoding 071000）

In the simulation test of the lateral impacte, the invasive displacement of the top of the B pillar is too long. So the structure of the B pillar should be analysised and a optimizational method should be supplied. After the simulation test, the optimizational structure can meet the requirements of lateral impact and forming.

side impact；B pillar；Structure optimizations

U467.1

A

1671-7988(2015)04-11-02

连胜利，工作于长城汽车股份有限公司技术中心，本科学历，中级工程师，从事汽车内外饰、车身产品设计开发。