一种基于欧标要求的重卡侧防护装置设计

2017-05-22李军领孙元宋恺

汽车实用技术 2017年17期

关键词：薄弱点圆管横杆

李军领，孙元，宋恺

（安徽江淮汽车集团股份有限公司，安徽合肥 230601）

引言

侧防护的功能就是保护无防御行人，以免其跌于车侧而被卷入车轮下，为了能够切实起到保护行人的作用，ECE R73对侧防护的技术条件提出了详细的要求。本文以法规要求为切入点，对侧防护的设计作简要介绍。

1 侧防护装置概述

侧面防护装置（LPD）包括纵向构件（侧护栏）和连接到底盘纵梁或车辆其它结构件上的装置（固定件，一般指安装支架），设计用来有效地保护无防御行人，以免其跌于车侧而被卷入车轮下，车辆上的部分零件也可以被用来作为LPD。

2 ECE R73技术要求简述

2.1 尺寸参数要求

表1 侧防护尺寸要求

2.2 强度要求

当用直径220mm±10mm的圆形平压头施以1kN的静压力垂直作用于该装置外表面的各部分时，其因受力而产生的变形在施压中心点测量应满足：(a)防护装置在最后250 mm段的变形量不超过30 mm；(b)其余部分变形量不超过150 mm。

3 侧防护装置设计

3.1 尺寸及结构设计

侧防护分为左右两侧，在条件允许的情况下，尽可能将左右做成对称的。这样可以减少部件种类。以左侧为例，分为侧护栏和安装支架，侧护栏由横杆2个、横杆封头2个、矩形加强管（若干）、连接加强板（若干）组成。

横杆是侧护栏主体，起主要的强度支撑作用，横杆封头不但可加强侧护栏同时也是消除锐边的措施，矩形加强管、连接加强板是增加侧护栏刚度的，连接加强板同时还是侧护栏和安装支架的连接纽带；侧护栏焊接完成后两头要进行锐边打磨，打磨圆角要求R4～R5。

安装支架由竖支架、圆管、安装底座组成，圆管一端和安装底座采用摩擦压力焊连接，此方式连接强度高、表面美观、无焊缝不易生锈；竖支架焊接在圆管另一端上用来安装侧护栏，底座通过螺栓安装在车架侧翼面。

法规强相关尺寸设计如下：横干截面高度为120mm、横杆间距290mm、外侧面相对后轮外侧内缩10mm、两端距离前后轮间距275mm、外露棱边圆角R4～R5；下边缘离地高度为510mm。经与法规要求比对，尺寸均符合要求。

法规规定检测侧防护的力为1KN，一般Q235材料通过上述结构即可满足强度要求；圆管材料选20-51×4、竖支架料厚4mm、横杆和封头料厚2mm、矩形加强管料厚1.5mm即可、连接加强板料厚4mm。

图1 侧防护装置尺寸及结构示意图（单位：mm）

3.2 CAE分析

为验证该侧防护装置的强度，用CAE软件对其进行强度分析。对侧防护的结构、安装支架布局初步分析，找出最可能是强度最薄弱的点，在这些可能的薄弱点分别加载1KN静力。分析结果如下：

图2 薄弱点的受力应变分析

由上图中看出，各点加载过后，薄弱点A处的最大应变为2.41mm，薄弱点B处的最大应变为1.96mm均远小于法规要求的 25mm（B处要求为 150mm）。为了进一步验证该装置的强度，将该装置拿到国内某大型检测中心进行台架试验，试验结果为合格。因此可以得出，该侧防护装置的强度符合ECE R73的强度要求。