利用蜂窝结构改善客车耐撞性的仿真研究

大部分的车祸都是由正面碰撞造成的。汽车零部件厂商提出蜂窝状结构应用于前保险杠中，以增强前部结构的能量吸收，这有利于被动安全性。本文介绍了具有不同几何参数的蜂窝结构，通过有限元仿真来研究几种蜂窝结构的能量吸收能力

本文讨论了六边形、三角形、正方形、菱形和圆形这几种蜂窝结构的能量吸收能力，通过有限元仿真分析，表明在动态冲击下六边形蜂窝结构的平均力和振动幅度更大一些，也就是说具有更好的能量吸收特性，进而具体分析了六边形蜂窝结构在单向冲击作用下的动态响应，研究了冲击速度、厚长比（t/l）和X轴冲击方向对变形模式和能量吸收性能的影响。在一定的速度范围下，速度对反力的平均值影响不大，只增加了反力的振动幅度；在相同的冲击速度下，增加厚长比，反力平均值越大，能量吸收性能也就越好，运用应力波传播的最短路径理论初步分析不同变形模式的产生。在X轴方向，当速度较低时，形成“X”型的变形带；当速度较高时，形成“I”型的变形带；而在速度的过渡阶段将形成“V”型的变形带。

通过有限元仿真表明，将六边形蜂窝型结构应用于汽车前保险杠中能够有效缓和汽车碰撞时的冲击力并取得更好的吸能效果，保护了乘员安全，且碰撞过程的材料利用率也较高。