某款轿车变型开发中车身结构轻量化的研究.pdf

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1、汽车工程２０１７年(第３９卷)第２期ＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ２０１７(Ｖｏｌ.３９)Ｎｏ.２ｄｏｉ:１０.１９５６２/ｊ.ｃｈｉｎａｓａｅ.ｑｃｇｃ.２０１７.０２.０１８∗某款轿车变型开发中车身结构轻量化的研究１１，２１，２洪求才，刘卫国，周大永(１.浙江吉利汽车研究院有限公司，杭州３１１２２８；２.浙江省汽车安全技术研究重点实验室，杭州３１１２２８)[摘要]本文中针对现有平台车型Ｃ-ＮＣＡＰ五星级碰撞安全车身，基于车身结构轻量化要求，通过ＣＡＥ仿真改进车身结构，开发了一款满足Ｃ-ＮＣＡＰ五星

2、级碰撞标准的全新紧凑型Ａ级轿车。在现有平台车型基础上，构建高精度整车碰撞有限元模型，通过前纵梁、副车架和前防撞梁结构的改进设计，以整车加速度波形、前围侵入量和前纵梁变形模式等为结构开发目标，进行车身轻量化设计。结果表明，在达到车身结构轻量化要求的同时，改善了车辆的安全性能。关键词:车身；轻量化；仿真；碰撞性能ＡＳｔｕｄｙｏｎＢｏｄｙＳｔｒｕｃｔｕｒｅＬｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔｉｎｇｉｎｔｈｅＴｒａｎｓｆｉｇｕｒａｔｉｏｎＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆａＳｅｄａｎ１１，２１，２ＨｏｎｇＱｉｕｃａｉ，ＬｉｕＷｅｉｇｕｏ＆Ｚｈ

3、ｏｕＤａｙｏｎｇ１.ＧｅｅｌｙＡｕｔｏｍｏｂｉｌｅＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ３１１２２８；２.ＺｈｅｊｉａｎｇＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＡｕｔｏｍｏｂｉｌｅＳａｆｅｔｙＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ３１１２２８[Ａｂｓｔｒａｃｔ]Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔｉｎｇｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｃａｒｂｏｄｙｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｂｏｄｙｏｆａｃａｒｗｉｔｈｅｘｉｓｔｉｎｇｐｌａｔｆｏｒｍａｎｄｆｉｖｅ-ｓｔａｒｓｃｒａｓｈｗｏｒｔｈｉｎｅｓｓｂｙＣ-

4、ＮＣＡＰ，ａｎｏｖｅｌｃｏｍｐａｃｔＡｃｌａｓｓｓｅｄａｎｍｅｅｔｉｎｇｔｈｅＣ-ＮＣＡＰｆｉｖｅ-ｓｔａｒｓｃｒａｓｈｗｏｒｔｈｉｎｅｓｓｃｒｉｔｅｒｉａｉｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ.Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｌｌｙ，ａｈｉｇｈａｃｃｕｒａｃｙｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌｆｏｒｃａｒｃｒａｓｈｉｓｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｃａｒｍｏｄｅｌｗｉｔｈｅｘｉｓｔｉｎｇｐｌａｔｆｏｒｍ.Ｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｄｅｓｉｇｎｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｏｆｆｒｏｎｔｓ

5、ｉｄｅｒａｉｌ，ｓｕｂ-ｆｒａｍｅａｎｄｆｒｏｎｔｂｕｍｐｅｒ，ｗｉｔｈｔｈｅａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎｗａｖｅｆｏｒｍ，ｆｒｏｎｔｂｕｌｋｈｅａｄｉｎｔｒｕ-ｓｉｏｎａｎｄｔｈｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｐａｔｔｅｒｎｏｆｆｒｏｎｔｓｉｄｅｒａｉｌａｓｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｂｊｅｃｔｉｖｅｏｆｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｔｈｅｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔｄｅｓｉｇｎｏｆｃａｒｂｏｄｙｉｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔ.Ａｓａｒｅｓｕｌｔ，ｔｈｅｓａｆｅｔｙｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｖｅｈｉｃｌｅｉｓｉｍｐｒｏｖｅｄｗｈｉｌｅｍｅｅｔ

6、ｉｎｇｔｈｅｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔｉｎｇｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｃａｒｂｏｄｙｓｔｒｕｃｔｕｒｅ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｃａｒｂｏｄｙ；ｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔｉｎｇ；ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；ｃｒａｓｈｗｏｒｔｈｉｎｅｓｓ[５]目标。前言本文中以现有碰撞五星级车身平台为基础，进行变型开发。通过去除现有车型的副车架前纵梁，被动安全性是整车性能的核心，为造出更安全、前悬长度缩短８０ｍｍ，配置加大尺寸的轮胎，优化车更环保和更节能的轿车，从被动安全角度来说，重点身前结构，开发出一款满足碰撞五星级轻量化要求[１－４]在于保护车

7、内乘员，减小碰撞对乘员的伤害。的紧凑型Ａ级轿车。一个能充分吸收碰撞能量和有良好乘员保护空间的安全车身结构是碰撞星级开发的基础，而能兼顾车１车身轻量化设计优化方法身轻量化要求，设计出一款在消费市场上具备竞争力的产品也是各大汽车主机厂研发车型时所追求的基于车身结构轻量化设计要求，为实现整车碰∗浙江省汽车安全控制技术重点实验室建设项目(２００９Ｅ１００１３)资助。原稿收到日期为２０１６年１月２０日，修改稿收到日期为２０１６年３月２０日。通信作者:洪求才，硕士，Ｅ-ｍａｉｌ:ｈｏｎｇｑｉｕｃａｉ＠１６３.ｃｏｍ。２０１７

8、(Ｖｏｌ.３９)Ｎｏ.２洪求才，等:某款轿车变型开发中车身结构轻量化的研究•２３３•撞性能目标，在原始车型有限元模型的基础上，通过和碰撞后测量点变形结果可以看出，加速度波形与优化纵梁截面承载力、提升纵梁能量吸收效率、优化试验波形较为接近，处于相同水平，左右侧纵梁变形碰撞传递路径和防撞梁抗弯特性等设计变量，考察模式、前防撞梁变形仿真与试验一致，车身测量点位整车碰撞加速度水平