分析汽车前保险杠结构设计及优化

段丽丽

摘要：从汽车制造行业的角度出发，在进行汽车加工制造时必须保证相关人员对汽车各部位结构状态和设计要求等方面有所了解，推进汽车加工制造顺利开展。本文将以汽车前保险杠为研究对象，了解汽车前保险杠结构设计及优化，以期强化前保险杠在汽车中的作用效果。

关键词：汽车;前保险杠;结构设计;优化

引言

作为汽车中重要结构，保险杠在汽车安全行驶过程中起到非常重要的作用。而且汽车保险杠还分为前保险杠和后保险杠这两部分，这就需要相关人员对汽车前后端保险杠结构展开有效分析，借以保证汽车前后保险杠在汽车行驶过程中的作用效果得以彰显。从汽车前保险杠的角度出发，还应按照汽车前保险杠结构设计要求以及汽车行驶现状对其实施全面优化，以提高前保险杠在汽车行驶中的作用效果

1汽车前保险杠结构设计

在进行汽车前保险杠结构设计时还应保证相关人员对前保险杠实际作用效果和整体结构等方面有所了解，严格控制汽车前保险杠结构设计过程中出现问题。从多方面研究中了解到汽车前保险杠结构设计时需要考虑的因素主要表现在以下几个方面：

1.1前保险杠低速碰撞前处理设置

在对汽车前保险杠进行全面研究的过程中，了解到汽车前保险杠主要是由迎撞面保险杠、车架和吸能盒这三个部分组成。这就应保证这三个部分安装位置的合理性，使得前保险杠在汽车安全行驶过程中发挥自身最大的作用。而且在进行汽车前保险杠设计时还用保证吸能盒整体质量效果，有效吸收碰撞物体对汽车产生的危害，使得汽车在受到撞击时出现损坏的几率降到最低。除此之外，在进行汽车前保险杠结构设计时还需要相关人员对该装置进行仿真处理，强化各项模型在汽车前保险杠结构设计中的作用效果，使得汽车前保险杠结构设计难度降到最低。除此之外，还应保证汽车行驶速度能够满足前保险杠作用效果要求，同时避免汽车前保险杠在遭遇撞击时出现穿透问题，使得汽车前保险杠单面接触的刚性设置能够满足汽车整体设计要求，这对于提升汽车行驶安全也起到非常重要的作用。

1.2前保险杠模型變形

一般来说，汽车前保险杠在遭受撞击时很有可能会出现变形问题，如果不能有效处理汽车前保险杠在使用过程中出现的变形问题，必然影响汽车行驶安全和我国交通运输行业发展水平。为此，在进行汽车前保险杠结构设计时就需要相关人员对相应模型变形效果展开有效分析，并对相应模型实施优化处理，同时控制汽车前保险杠横梁出现变形问题，进一步提高汽车前保险杠质量安全。而且在汽车前保险杠遭受撞击时，其中吸能盒会出现压缩变形现象，因此，在进行汽车前保险杠结构设计时还应保证吸能盒模型质量效果，严格控制吸能盒出现变形问题，以保证汽车达到安全行驶的状态。

1.3前保险杠位移

在进行汽车前保险杠结构设计时还需要相关人员对前保险杠在使用过程中的位移情况展开有效分析，并结合前保险杠位移情况规划合理的结构设计方案，严格控制汽车前保险杠在长时间使用过程中出现位移变化，据此强化前保险杠在汽车安全行驶中的作用效果。为降低汽车前保险杠设计难度，还需要相关人员对汽车前保险杠设计时的位移变化以及其他方面因素展开有效分析，之后绘制标准合理的前保险杠设计图纸，要求相关人员能够按照标准化图纸开展汽车前保险杠结构设计。除此之外，还应要求相关人员通过物理性能对前保险杠设计方案实施优化调整，避免汽车前保险杠在长时间使用过程中出现物理变化。而且在完成汽车前保险杠设计之后，还应要求相关人员按照规定的流程开展前保险杠压缩处理，控制前保险杠在压缩处理过程中产生回弹现象。这不仅能够提升汽车前保险杠结构综合设计效果，对于提升汽车前保险杠结构设计水平和该项结构实际作用效果也起到非常重要的作用。

2汽车前保险杠结构优化

为保证汽车前保险杠结构设计能够满足综合优化要求，就应对汽车前保险杠材质和厚度事实优化调整。就目前来看，我国各个汽车加工制造行业所开展的汽车前保险杠结构优化主要表现在铝合金保险杠厚度优化上，这就需要相关人员对这一优化项目展开有效分析。而且汽车轻量化对于降低汽车油耗以及提高效率有较大的影响，现在较少采用传统钢材料作为保险杠材料，铝制材料由于密度小、强度高、材料特性成熟，因此被作为钢制保险杠的替换材料。对铝制保险杠厚度进行优化的目的是在保证车辆具有相同的吸能效果情况下，尽量降低保险杠的厚度。保险杠初始厚度取为3.5mm，优化厚度分别为2.0mm、2.3mm、2.6mm、2.9mm、3.2mm、3.5mm。质量为2t的质量块以4km/h的速度对汽车保险杠进行正面碰撞。将不同厚度保险杠的质量下降比、保险杠最大位移、质量块速度为O时的时间（吸能总时间）、碰撞过程中保险杠最大应力值、车架最大应力值以及吸能盒最大应力值作为铝合金厚度优选指标。随着保险杠迎撞面厚度的减小，最大位移逐渐增大，吸能总时间先增加后减小，保险杠最大应力值逐渐减小，吸能盒最大应力值先减小后增加，车架最大应力值变化较小。当保险杠厚度大于2.3mm时，吸能总时间最大。根据汽车实车碰撞试验的经验，汽车吸能时间越长说明车辆吸能效果越好，对乘员的保护越充分。当保险杠厚度下降为2.0mm时，其最大应力值超过了材料的屈服应力值（572MPa），吸能盒的最大应力值也出现了突然增大的现象，吸能盒开始吸收能量，说明保险杠系统偏弱。

结语

综上所述，了解到前保险杠在汽车安全行驶过程中起到非常重要的作用。这就应加强汽车前保险杠的研究力度，并按照标准程序开展汽车前保险杠结构设计，使得前保险杠与汽车主体结构处于相互衔接的状态。此外，上文还通过多个方面介绍了汽车前保险杠结构设计以及优化措施，改善汽车前保险杠结构设计过程中不合理的地方，使得前保险杠结构设计能够满足汽车整体结构加工制造要求。