浅析汽车保险杠系统碰撞性能研究

王猛

摘 要：汽车的安全性是自汽车工程正式投入生产以来都极为重要的一个话题，近年来随着汽车工业的发展进步，人们对汽车安全性能的需求更加强烈，汽车在制造过程中对安全性能方面投入更多的精力。各个汽车生产商更多数从汽车安全性能的角度以达到吸引顾客的目的，因此在汽车的生产过程中，对汽车安全例如耐撞性能方面的设计成为了至关重要的步骤之一。作为汽车的设计人员不仅仅要保证驾驶人及乘车人在事故发生时的安全，还应该对汽车在遭受碰撞后的可维修性进行考虑和设计，因此在汽车碰撞过程中的耐撞过程中的重要部件之一的汽车前保险杠的耐撞性极为重要。

关键词：保险杠;碰撞分析;碰撞性能

1 国内研究现状

在参照欧盟ECER42的法规制定标准的前提下，根据对汽车前后的保护装置评价标准制定了GB17354-1998，该规定中的内容与欧盟所提出的ECER42规定要求基本相同。例如在规定的新车评价程序中，对生产汽车的安全性能提出了更高的要求。此法规与汽车碰撞安全法规不同的是，NCAP是由政府、保险公司以及消费者组织等相关人员或机构共同探讨并制定的，因此，它提出的评价标准以及测试条件往往比法规所提出的规定更加严格。为了促进我国汽车行业制造的产品安全技术的水平能够更好更快发展，实现成功降低道路交通安全产生事故的伤亡率，并达成形成汽车和谐社会的目标，我国汽车技术研究中心于2006年推行了中国新车评价规程（C-NCAP）。并在2018年版的C-NCAP管理规章中增加了在汽车生产过程中对行人保护试验以及相关的评价要求，各大汽车工程厂商在新型汽车的开发过程中，将对汽车保险杠结构设计方面投入更多的精力，已经着手在生产过程中增加了行人保护下横梁，这将在行人与汽车发生碰撞时，该项设计可以适当改变人体的运动轨迹，以达到防止人腿部卷入车底的目的。

2 碰撞性能研究方法

2.1 碰撞试验分析

在进行试验的过程中，碰撞试验可以分为两种形式：实车碰撞试验和模拟碰撞试验（台车试验）。其中，实车碰撞试验是指用生产出来的整车按照规定中的相关制度以及规范进行的相关碰撞试验，通过这种试验方式，能够确切检查新开发的车辆是否满足车辆出厂销售的基本要求以及相关制度法规规定的要求。在进行该项试验时，涉及到的汽车零部件较多，制造样车会发生较高的成本消耗，并且此类试验属于破坏性试验，在进行试验以及试验过后收尾工作中的花费都较高。除此之外，还需要根据事故可能发生的多样性来进行多种场景的设定，因为在事故发生过程中总会受到多重因素的影响，故进行试验的条件不能完全相同。尽管这种方法相对耗时耗力，也会消耗相对较多的成本，但实车碰撞的试验方法是最接近真是事故的场景，这也是针对驾驶员及乘车人在事故发生时的状态以及对车辆安全性能的考量最为直接并且有效的方法。因此相较于其他的模拟试验方法，我们更倾向于选择真实碰撞的方式来对车身的整体性能以及前保险杠的相关性能进行考量。例如NCAP以及IIHS，这二者便是通过对市场上购买的新车进行严格以及全面性的实车碰撞测试。

台车碰撞试验所指的是对整车碰撞试验进行的一种简化模拟形式，我们通过借助试验台车来模拟实车的约束条件，确认汽车零部件的碰撞。台车试验相对实车碰撞的试验方法，有效地降低了试验过程中产生的成本，可以进行重复试验等操作，也适当地缩短了研究周期。

2.2 碰撞仿真分析

通过试验的方法进行车辆碰撞性能的研究尽管能做到真实，但仍旧存在着一些不可避免的局限性。近年来，随着计算机技术及建模等技术的快速发展，出现了计算机仿真技术，与前文所述的试验方法进行对比后，发现该研究方式主要有以下优势：

（1）对开发成本的节约。通过运用计算机仿真的试验方法，不需要进行整车的破坏性试验，也大大减少了电器等硬件设备的使用，大量地节省了物力和人力成本。

（2）缩短开发周期。在进行产品设计以及开发的过程中，对CAD数据进行了仿真计算分析，及时进行了有关产品结构的优化，以此达到缩短零部件开发周期的目的。

（3）具有良好的可重复性。计算机仿真试验在设计操作的过程中不受外部条件因素的影响，研究者可以在试验过程中通过计算机来进行外部条件的模拟。因此，通过改变某一变量的方式进行试验，很容易就可以获取该参数对于碰撞性能的影响。

（4）可以获得任意所需数据。在试验过程中进行数据采集和整理时，计算机仿真试验可以不受试验设备以及进行检测的位置的限制，只要在对应的监测点建立局部的坐标，就可以获得所需数据。

3 结论

根据超静定结构的力法求解理论以及有限元理论分析，在以汽车工程为实际应用背景的前提下，将我国国产汽车行业中的乘用车的前保险杠作為首要研究对象，通过该机械设计与制造的试验研究表明，在进行滑动轴承可视化研究所有的汽车零部件时，需要做到各部分程序都进行精细加工，严格按照制造标准进行;通过对工艺路线的讨论，对工艺路线和工艺参数进行适当地优化处理，以达到保证试件的各方面标准达到要求，将试验结果投入使用，更进一步地促进我国汽车制造业的发展，通过这样的试验也能够做到在汽车行业高速发展的过程中保证车辆的安全性能。

参考文献：

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