吸能式汽车保险杠轻量化设计分析

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1、·信息技术·陈臻·吸能式汽车保险杠轻量化设计分析吸能式汽车保险杠轻量化设计分析陈臻(南京长江电子信息产业集团有限公司，江苏南京210038)摘要：在汽车保险杠原始结构的基础上，进行了轻量化设计。利用ANSYS／IS-DYNA软件对原始保险杠及其轻量化结构在低速碰撞过程中的动力响应特性进行了数值仿真，结果表明：原始保险杠在低速碰撞条件下应力分布不均匀，而加强筋保险杠和波浪加强板形保险杠耐撞性、能量吸收性更好．其应力分布较均匀，并且波浪加强板形保险杠性能优于加强筋保险杠。关键词：汽车；保险杠；轻量化；数值仿真；ANSYS／LS—DYNA中图分类号：TH12文献标志码：B文章编号：16

2、71—5276(2014)01—0148—02LightWeightDesignandAnalysisofVehicleAbsorptionBumperCHENZhen(NandingChangJiangElectronicsGroupCO．，Ltd．，Nanjing210038，China)Abstract：Basedontheprototypestructureofvehiclebumper，thelightweightdesignisproceededtoreducetheweightofthebumper．ANSYS／LS—DYNAisusedtosimulateitsd

3、ynamicresponsecharacteristicsandlight—weight—designconstructionsduringlowspeedcrashThenumericalcalculationresultsshowthatthedistributionofthebumperstressisnotveryuniformunderthiscondi—tion．whilethatofcommonstifeningandwareformstifeningbumpersismoreun_f0rm．Thecrashworthinessandabsorptionperfor

4、m·anceofthetwokindsOflight—weightbumpersareberetthantheprototypeone．andtheperformanceofwavetormstifeningbumperisbe~erthanthatofcommonstifeningone．Keywords：vehiclebumper；lightweight；numericalsimulation；ANSYS／LS—DYNA件、设计的保险杠系统如图1所示，主要由8种零件装0引言配而成，分别为：1保险杠缓冲梁，2保险杠缓冲梁挤压下盒，3保险杠缓冲梁挤压上盒，4保险杠缓冲梁加强板，5

5、随着汽车保有量的不断增加及车速的不断提高，汽车保险杠缓冲梁加强板，6保险杠缓冲梁背板，7保险杠拖钩安全性问题就变得越来越突出。汽车发生碰撞后，不仅对盖板，8排气系统保险杠吊耳。车辆本身造成损坏，同时造成乘员的伤亡，因此汽车的安全性问题成为各国竞相研究的一个重要课题⋯。汽车的保险杠轻质(低耗能)高可靠性是现代汽车与交通工具设计所追求的目标。在轻量化的要求下，想4要单纯通过增加材料用量来提高汽车结构的承载力和耐撞性已经很难实现。汽车保险杠既能满足轻量化设计的要求，又能保证碰撞安全性能，是现在面临的重大难题。图1保险杠系统的装配示意图本文以一种汽车保险杠为研究对象，通过基于ANSYS／

6、LS—DYNA软件的碰撞有限元分析，研究不同结构1．2保险杠的轻量化设计保险杠的性能，可以为汽车保险杠的结构优化提供有价值的参考依据。汽车保险杠的轻量化设计主要有两种方式：材料轻量化和结构轻量化。本文从结构方面对保险杠进行轻量化l汽车保险杠轻量化结构设计设计。对保险杠的结构进行轻量化设计，并且要求减重比例达到10％。基于原有的结构，在此提出两种改进1．1汽车保险杠结构方案。常见的汽车保险杠系统通常由外盖板、内衬、横杠、支方案一：给材料上面加上加强筋，然后保险杠厚度由架等部分组成，其中内衬和支架都可作为缓冲吸能元原来的l_8mm变成1．5I／lfl，如图2所示作者简介：陈臻(197

7、7一)，女，江苏无锡人，博士研究生，研究方向：大型电子装备产品设计及制造。·l48·http：fZZHD．chinajourna1．net．ClqE—mail：ZZHD@chainajourna[．net．on《机械制造与自动化》·信息技术·陈臻·吸能式汽车保险杠轻量化设计分析过程中，保险杠的位移、云应力、碰撞能量的时间响应历程。3．1整体模型的变形分析．=种保险杠系统的碰撞能量变化情况如图5所爪，其中A表示保险杠吸收的能量，B表示上面向下压时的能量。约13ms时，原始保险杠达到