谈车身B柱的轻量化设计_胡启新

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1、谈车身B柱的轻量化设计胡启新重庆长安汽车股份有限公司、汽车工程研究总院[摘要]：车身B柱是车身上关系碰撞、车身刚强度的重要结构件。在设计车身B柱时，根据造型输入设计断面结构，再绘出3D数据，并进行同步分析考虑满足车身的各项性能。通过分析车身B柱不同的结构设计、制造方式，为车身B柱的轻量化设计提供借鉴意义。主题词：车身B柱冷冲压热成型超高强度钢板DesignBIW’sB-pillarforreducetheautobodyHuQixinChanganAutoGlobalD&RCenterofChanganAutomobileCoLtd,ChongqingChina[Abstract

2、]:ThecarbodyB-pillaristheimportantstructureaboutthecollisionandthecarbodystiffnessstrength.Inthedesignofthecarbodyb-pillar,it’sthefirsttoinputdesigncross-sectionstructureaccordingtothemodelingandthenplotthe3Ddataanddothesynchronizationanalysisconsideringtheneedsofthecarbodyproperties.Byanalyz

3、ingthedifferentstructureofthecarbodyb-pillardesignandmanufacture,itcanprovidereferentialsignificanceforthecarbodylightweight.[Keyword]:B-pillarColdstampingHotstampingUltrahighstrengthsteel.1、引言在高速发展的今天，汽车成为人们必不可少的代步工具。随着汽车在日常生活中的普及，汽车的安全问题也越来越受到消费者的关注。而汽车的全性能不仅仅体现在安全气囊、ABS等配置上面，还体现在白车身的结构上，其中

4、骨架梁、立柱的设计在车身设计中尤为关键，直接决定了汽车的刚度、强度。与此同时，为了满足节能减排的需要，车身进行轻量化研发，高强度钢板得到了广泛应用。但是随着高强度钢板强度的提高，其冲压成形性能降低，强度越高，成形难度越大，尤其是当屈服强度超过1000MPa时，一些形状复杂的零件，常规的冷冲压工艺几乎无法成形。因此针对超高度钢板的热成形技术得到了广泛应用。车身B柱在设计时通常采用高强度钢板，为了尽可能提高车身B柱的安全性，兼顾轻量化，采用超高强度钢板进行热冲压成形在国外已经得到普遍应用。2、车身B柱的概述2.1概念：车身B柱，又叫中立柱，在乘员舱的前排座椅和后排座椅之间，就是两侧两

5、扇门之间的立柱。从内侧看前排座椅的安全带就安装在车身B柱上，从外侧看后车门通过铰链、限位器也安装在车身B柱。2.2性能及作用车身B柱的外形多为“工”字形，断面形状为封闭的型腔，有与周边零件搭接的翻边。车身B柱上端与车顶纵梁进行焊接，车身B柱下端与车辆门槛加强件进行焊接，从车顶延伸到车底部，有一定的强度和刚度，以保证白车身扭转、模态的要求。同时车身B柱是车辆侧面碰撞中一条主要垂向传力路径，车身B柱的变形模式以及吸能效率将直接影响到整个车辆侧面结构的变形模式。在侧面碰撞中，车身B柱变形时车顶纵梁和车辆门槛能够分别提供上部和下部支撑，降低车身B柱侵入量和侵入速度，控制乘员舱变形量，从而

6、保护驾乘人员的安全。车身B柱外侧的中部靠下设计有两个车门铰链安装点。铰链承受后车门的重量，为防止后车门下掉，车身B柱也必须有足够的强度，必要时还要设计增加铰链安装加强件。在两个铰链安装处中间，设计有车门的限位器安装孔。限位器安装位置需要配合后车门进行设计。车身B柱的内侧安装有安全带，安全带的固定点设计上要求车身B柱上，必须满足GB14167—2006《汽车安全带安装固定点》和ECER14《关于机动车安全带安装固定点认证的统一规定》等法规的安装要求。3、车身B柱的设计思路3.1断面结构图根据车身B柱设计时的输入：造型效果图和A面Class的输入，绘制车身B柱断面。根据内外CAS，可

7、以确定后门外蒙皮和前门外蒙皮，B柱内饰板总成的表面，再通过后门铰链其轴线的运动分析确定出车身B空间的位置。2122232301下面图1是以基于参考车绘制出的车身B柱铰链安装处的断面结构形式。20021921182223230103200219041805031706041605171506160715140708131408091309后门铰链轴线1211（需要运动校核）10后门铰链轴线1211（需要运动校核）10图1.方案一图例中的件号所示分别为：1.后门框密封条，2.后门内饰