基于RCAR试验的汽车前保险杠横梁优化设计

2016-03-26

汽车文摘 2016年2期

2009年欧洲汽车维修研究理事会（RCAR）制定了汽车保险杠低速（10km/h）碰撞试验，以此来评估保险杠的抗损坏能力和维修成本，该试验装置见图1。吸能块固定在后面刚性结构上，距离地面高100mm。

虽然抗损坏能力越强，维修成本越低，保险杠结构强度越高，但由于不同情形下（包括RCAR低速碰撞、高速碰撞以及行人保护等）对汽车前保险杠横梁的性能要求是不一样的，所以设计一款保险杠横梁是一项极具挑战性的任务。运用六西格玛设计（DFSS）原则和有限元分析方法来研究影响前保险杠横梁刚度和挠度的结构参数。在运用DFSS方法时，将横梁的几何尺寸和增强效果作为控制因素；车辆纵梁之间的宽度作为噪声因素；横梁的质量和变形位移量作为输出响应。遵从DFSS的设计流程可以有效减少CAE仿真得到最优解的迭代次数。

研究结果表明：①横梁水平肋板的厚度及其高度是影响横梁挠度的主要因素；②加强件的宽度是另一个影响保险杠横梁低速碰撞性能的主要因素，加强件宽度越大，设计出的性能越好；③鹅颈梁的设计可以减小横梁的变形位移；④横梁中间部分的弯曲形状设计是导致碰撞失效的主导因素。因此，后梁面的厚度以及加强件的设计对于提高RCAR标准下的低速碰撞性能尤为重要。