吸能式保险杠的研究现状及发展趋势

介绍了目前汽车吸能式保险杠的主要类型和结构形式,并探讨了吸能式汽车保险杠的开发现状和未来发展趋势。     

缓冲吸能式保险杠的低速碰撞试验和仿真

针对某型国产汽车保险杠和一种加装缓冲装置的缓冲吸能式保险杠,对其结构的吸能特性用LS-DYNA3D软件进行了计算机仿真模拟研究并通过试验进行了验证,得出缓冲吸能式保险杠具有较好的吸能特性的结论,这对于提高汽车的被动安全性能具有积极的意义,安全吸能型保险杠将是汽车保险杠的主要发展方向。     

保险杠的发展及应用

吸能保险杠系统在汽车低速碰撞中起着至关重要的作用。文中列举了现今汽车吸能保险杠的类型,分别说明了各类型保险杠的结构、工作原理、对汽车和行人的保护作用及在汽车上的应用状况,探讨了未来保险杠的发展方向。     

汽车保险杠的发展趋势

本文介绍了目前汽车保险杠的主要类型及其结构形式，并指出：先进的安全吸能型保险杠是汽车保险杠的主要发展方向。     

轻型载重汽车正面碰撞仿真及结构改进

针对轻型载重汽车前部吸能区短,发生正面碰撞时吸能效果差的特点,在建立整车有限元模型的基础上,应用ANSYS／LS—DYNA软件对其进行正面碰撞模拟仿真,分析其安全性能,找出结构设计不足之处。在不改变主要结构的原则下,通过改进保险杠缓冲吸能柱的结构形式,有效地改善了汽车保险杠缓冲吸能区的吸能能力,为提高轻型载重汽车碰撞安全性能的设计提供了参考依据。     

玻璃／环氧圆柱管理撞击性能研究

研究了玻璃纤维增强环氧圆柱管作为缓冲装置的撞击吸能特性，并与铝合金圆柱管的吸能特性进行比较。研究发现，玻璃/环氧圆柱管的能量吸收性能优于铝合金圆柱管，可以作为可更换式的保险杠支架以提高汽车的耐撞性。研究了铺设角度，破坏模式和引发形式对玻璃/环氧圆柱管能量吸收能力的影响。     

轿车热冲压保险杠的柱类碰撞耐撞性

研究了汽车前保险杠与柱类物(如电线杆或大树的垂直硬物)耐碰撞性能。为降低保险杠的质量,某轿车采用了超高强度热冲压含硼钢。针对该类保险杠进行了落锤试验。用有限元模型进行了柱碰性能模拟,并分析了不同板厚的前保险杠耐撞性。选取了前保险杠的变形、受力及吸能3个参量作为柱碰过程的评判指标。结果表明:柱类碰撞时,对比原冷冲压保险杠,热冲保险杠的最大内侵量减小40 mm,最大承载力提高7 k N,最终吸能量提高0.1 k J。因而,热冲压保险杠具有更加优异的柱碰性能。     

基于行人保护法规的前保险杠设计

为优化汽车行人保护缓冲吸能装置设计,确保汽车能够通过行人保护碰撞,文章分析了欧盟的行人碰撞保护技术指令2003/102/EC中对轿车前保险杠试验区域的划分,对外观造型中影响行人保护的正面、两侧及下部的造型进行了分析并给出合理建议,在实践的基础上提出了前保险杠中部及下部的缓冲吸能结构的优化设计方案,指出发泡后的聚丙烯具有高冲击能吸收能力等优点,目前被广泛应用于中部缓冲结构.文章为汽车能顺利通过2003/102/EC,提供了详细的设计参考.     

针对欧盟RCAR保险杠测试的关键部件设计原则

为减少汽车低速碰撞中对各种零部件的损伤,降低维修和保险费用,在产品开发阶段应控制汽车前部关键部件设计结构。文章介绍了欧盟RCAR标准中低速保险杠碰撞的测试方法和评估手段,从汽车安全性和可维修性方面对前后保险杠、防撞梁和吸能盒等主要吸能部件的材料和结构设计提出了8点建议。合理的车体前部结构设计有利于各方面安全性能的满足,希望我国相关部门尽快出台低速碰撞法规,用以指导新车型前部结构的设计研发。     

基于正交试验法的防撞梁耐撞性研究

针对国内某轿车前保险杠的吸能特性,本文采用正交试验法选定横梁外板的材料、厚度、结构为影响因素,利用Hypermesh有限元软件建立该保险杠的正面碰撞有限元模型,并基于Ls-Dyna求解器对保险杠横梁的最大位移及缓冲吸能装置的吸能特性进行了数值仿真。仿真结果表明:采用铝合金材料,厚度为2.5mm的辊压成形结构防撞梁在10km/h的低速正面碰撞工况下,碰撞后的安全距离最大,吸能特性最好。     

基于零部件试验的保险杠系统轻量化研究

从变形模式、能量吸收和截面力传递等方面将零部件碰撞结果同整车碰撞结果建立关联,从而建立了保险杠-吸能盒零部件碰撞仿真模型并进行了试验,由此提出了一种通过零部件试验评价保险杠-吸能盒在整车碰撞中的性能特性的方法。运用该零部件碰撞模型进行了保险杠-吸能盒轻量化设计。优化结果表明,在减轻质量的同时保证了优化前、后整车碰撞特性基本一致,节省了大量计算时间。     

美人豹二代现身雳靓

“雳靓”前脸源于TOYOTA supar跑车的设计元素，取消了老款的双孔，采用整体包覆式吸能保险杠，与自然延伸的引擎盖浑然连成一体，视觉上简洁大方。     

美人豹二代现身雳靓

“雳靓”前脸源于TOYOTA supar跑车的设计元素，取消了老款的双孔，采用整体包覆式吸能保险杠，与自然延伸的引擎盖浑然连成一体，视觉上简洁大方。     

面向行人下肢保护的蜂窝铝吸能结构优化

建立了行人小腿与某乘用车前端结构的碰撞有限元模型,而仿真分析发现行人腿部损伤指标在保险杠正中心Y_0处的胫骨加速度峰值和靠近吸能盒Y_(390)处的胫骨加速度峰值与膝部弯曲角峰值均超过了安全阈值。为改善汽车行人下肢保护性能,根据该车前端吸能空间设计了6种不同蜂窝胞元边长、5种不同蜂窝胞元厚度的蜂窝铝吸能结构,通过分析30组蜂窝铝吸能结构在Y_0处所对应的行人腿部综合伤害指标和比吸能的变化趋势,确定了对行人腿部保护性能较好的蜂窝铝胞元边长为14 mm。然后以吸能盒位置Y_(390)处行人腿部综合伤害指标最小为优化目标,运用软件Hyperstudy和LS-DYNA集成优化的方法以蜂窝铝吸能结构前盖板与蜂窝芯的厚度为变量进行优化。优化后靠近吸能盒Y_(390)处和保险杠正中心Y_0处的行人腿部3项伤害指标均大幅降低,且满足法规安全阈值要求,优化后的蜂窝铝吸能结构有效地改善了该车的行人下肢保护性能。     

轻型货车碰撞安全性改进设计

针对轻型货车前部吸能区短、发生正面碰撞时吸能效果差的特点,提出了改进货车车架和保险杠之间缓冲吸能区的方案.通过分析改进前与改进后各测试点X向位移、整车加速度及保险杠系统能量变化情况表明,在整车前部长度不增加的情况下,改进后的结构有效降低了正面碰撞中的加速度,改善了吸能效果,对提高轻型货车碰撞安全性有重要作用.     

拼焊板保险杠横梁耐撞性的离散优化设计

为实现汽车设计的耐撞性和轻量化,将高强度钢拼焊板(TWB)结构运用到保险杠横梁,结合多目标离散优化方法,进行优化设计。运用Hypermesh软件,建立了原保险杠模型和拼焊板保险杠模型,并用LS-DYNA软件进行验证。横梁内、外板均由厚度不同的5块高强度钢板焊接而成。以提高保险杠横梁的吸能量,控制质量增加为优化目标,进行横梁三点静压仿真试验,对板材的材料和厚度参数进行迭代优化。结果表明:优化后的拼焊板保险杠横梁吸能量提高81.66%,质量只增加8.96%;从而满足了耐撞性和轻量化的要求,并具有更好的变形模式和碰撞载荷特性。     

多工况碰撞载荷下点阵结构填充吸能盒设计策略研究EI北大核心CSCD

由于点阵结构优异的比吸能特性,其在新能源汽车被动安全方面具有广阔的应用前景。本文中以点阵结构填充吸能盒为研究对象,分别建立了具有不同点阵结构内芯的汽车吸能盒有限元模型,对比分析了不同填充吸能盒与传统吸能盒在多角度斜向碰撞工况下的耐撞性能,阐明点阵结构与吸能盒本体之间的相互作用机理及内芯选择依据。在此基础上,进一步考虑本体诱导槽对多工况变形模式的影响,开展了基于改进本体结构的点阵结构填充式汽车吸能盒抗撞性多目标优化设计。结果表明:具有正六边形点阵结构填充的汽车吸能盒具有稳定且优异的吸能性,基于改进诱导槽的点阵结构填充式吸能盒优化方案相对于原始吸能盒结构减质量32.05%,在保证最大冲击力小于阈值的前提下,其各项综合性能指标均得到显著提升。     

汽车保险杠的现状与发展

随着汽车工业的发展,原来全金属保险杠越来越不适应现代汽车在轻量化、高机能化以及与车体造型一体化等方面的要求,尤其在轿车、轻型车上,有用塑料保险杠取代全金属保险杠的趋势。早期的汽车保险杠比较简单,大多数用3毫米以上厚度的钢板冲压成U型槽钢。一般保险杠与汽车车架纵梁铆接或焊接在一起,这种保险杠的功能单一,形状简单,具有不可拆卸性。目前,这种金属保险杠仅在重型载货汽车和大型客车上被继续采用。     

基于主被动结合的螺纹剪切式汽车碰撞智能吸能控制系统

文中基于主、被动安全技术相结合的思想,提出了一种螺纹剪切式汽车碰撞智能吸能控制系统。该控制系统以单片机为核心,通过毫米波雷达测得本车与前方车辆之间的距离,运用行车安全距离模型确定本车的安全状态,一旦遭遇危险,就启动螺纹剪切式汽车碰撞智能吸能系统应对可能的碰撞事故。此时,单片机接收传感嚣获取的轮速信号,确定本车具有的冲击动能,并据此控制吸能系统的伸缩量,确保吸能系统具有足够的吸能能力,实现吸能系统的特有功能,即最大限度地减少汽车车身的占有空间,保持碰撞吸能过程的平稳与渐进,实现吸能能力的实时调整。     

汽车保险杠标准对比分析

目前对汽车保险杠产品认证主要采用中国、美国和欧盟3种标准,是评价车辆碰撞性能的依据。通过对比美国、欧洲和我国汽车保险杠标准,对主要差异点进行了具体分析,指出了差异存在的原因。汽车保险杠标准明确了汽车保险杠的弹性变形特性能吸收大量的碰撞能量,对强烈撞击有较大的缓冲作用,对车辆和乘员起到保护作用,便于指导车辆生产企业加强对汽车保险杠结构的优化设计,以提高汽车保险杠的耐撞性。