汽车5%覆盖度64km/h正面刚性壁障碰撞的前纵梁加强结构研究

于爽 何洋 赵广

摘 要：文章主要介绍了一种针对5%偏置碰的前纵梁加强结构。在满足汽车结构强度的前提下 通过在前纵梁处新增零件 对5%偏置碰的传递形式进行优化 优化了力的传递路径同时为解决了5%偏置碰过程中乘员舱侵入量过大问题提供设计思路。

关键词：汽车;前纵梁;偏置碰

Abstract： This paper mainly introduces a front longitudinal reinforcement structure for 5% offset impact. On the premise of meeting the structural strength of the vehicle， by adding new parts at the front longitudinal beam， the transfer form of 5% offset collision is optimized， the transfer path of force is optimized， and the design idea is provided to solve the problem of too much invasion of passenger compartment in the process of 5% offset collision.

1 前言

中国保险汽车安全指数（C-IASI）结合了的IIHS、欧洲的RCAR、NCAP的行人保护和主动安全，即考虑高速碰撞及翻滚工况对人的伤害，又纳入低速碰撞易维修性，以及对车外行人保护和避免碰撞的发生。

在中国保险汽车安全指数（C-IASI）测试评价体系中，25%覆盖度64km/h正面刚性壁障碰撞是车内乘员安全指数的一个必考察的试验工况。

25%偏置碰与其他碰撞形式相比是一种不同的情况，其碰撞区域主要是不能通过压溃变形得到保护的车身前端边缘部分，碰撞载荷直接通过前轮，悬架系统，和前档板进行传递，向后进入歇脚区域，将会引起更大的乘员舱侵入量，导致严重的腿部和脚部伤害。

2 25%覆盖度64km/h正面刚性壁障碰撞

2.1 25%覆盖度64km/h正面刚性壁障碰撞介绍以及与40%覆盖度64km/h正面可变形壁障碰撞的区别

2.2 白车身纵梁处结构

40%偏置碰的壁障是可变性的，能吸收30%-40%的碰撞能量，而且壁障能够撞到单侧纵梁。纵梁可分散碰撞载荷和吸收碰撞能量。而25%偏置碰的碰撞位置为纵梁偏外侧位置，在该碰撞位置上，纵梁不能完全起到吸能的作用（如图2）。

2.3 针对25%偏置碰白车身纵梁处结构的改进方向

25%小偏置碰的冲击力白车身目前大部分的结构（如图3），碰撞力的方向如下：

由于碰撞位置在纵梁偏外侧，碰撞载荷传递过程会直接通过车轮向后传递到成员舱。只有一小部分的碰撞载荷会沿着前防撞梁—吸能盒—前防撞梁安装板—前防撞梁前盖板—前纵梁、前纵梁外板。

同时根据各个车型的碰撞结果分析，得出如下结论。为了有效传递碰撞载荷，必须在碰撞力的方向进行力的传递路径的优化，延长Shortgun并避免悬臂结构提前进入激烈的碰撞状态。如下图中：增加Shortgun延长段并与前纵梁盖板进行连接，有效地增加了一条传力路径。

3 结论

优秀的碰撞结果离不开一套优秀的碰撞策略，整车架构必须有一个合理的受力传递路径，腔体截面（如A柱和門槛的截面）和较高的传力件强度，可以保证碰撞力可以稳定地在规划路径上传递和分散，最终可以将碰撞力传递到A柱和门槛。

其次，因为整车在于壁障碰撞的过程，碰撞重叠量仅为整车宽度的25%，原本应该起主要缓冲、传导、吸能作用的前纵梁，此时与刚性壁障并无接触，起不到明显作用。而此时前部相应的传力、吸能部件就变为shotgun总成，故shotgun本身的截面、结构强度，尤其是shotgun和前纵梁之间的连接就显得尤为重要。通过连接结构，不仅加强了shotgun和前端框架连接，起到缓冲、吸收撞击能量的作，也最终缓解了刚性壁和整车之间的碰撞。

参考文献

[1] 王四文.轿车正面偏置碰撞结构安全性研究.硕士学位论文.湖南大学.

[2] C-IASI -中国保险行业协会.

[3] 刘钊，朱平，喻明，卢家海.基于正面力传递路径的轿车车身结构耐撞性[J].汽车安全与节能学报.2011.04.