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小重疊碰撞優(yōu)化分析

2020-04-22 23:32:01·  來源：車輛安全性能  
　
小重疊碰撞工況在2012年被IIHS引入以來，給車輛安全設(shè)計帶來巨大的挑戰(zhàn)，在設(shè)計方面無論是車輛的結(jié)構(gòu)，還是車輛的約束系統(tǒng)都有很大的不同。IIHS在引入小重疊碰撞
小重疊碰撞工況在2012年被IIHS引入以來，給車輛安全設(shè)計帶來巨大的挑戰(zhàn)，在設(shè)計方面無論是車輛的結(jié)構(gòu)，還是車輛的約束系統(tǒng)都有很大的不同。
 
IIHS在引入小重疊碰撞之前已經(jīng)有了中等重疊碰撞評估：40%重疊ODB。在傷害評估方面，小重疊碰撞評估與中等重疊碰撞評估類似，但在車身結(jié)構(gòu)變形和假人運動方面，小重疊碰撞更加劇烈。
 
通過對現(xiàn)有的交通事故調(diào)查結(jié)果顯示，在有致命傷害的交通事故中，導(dǎo)致傷害的主要因素中，車身結(jié)構(gòu)性能權(quán)重占7%，約束系統(tǒng)性能僅占3%，而在導(dǎo)致傷害的次要因素中，車身結(jié)構(gòu)性能權(quán)重占38%，約束系統(tǒng)性能占22%。從這兩組數(shù)據(jù)可以看出，對于小重疊碰撞來說，車身結(jié)構(gòu)是至關(guān)重要的。
 
一般來說，小重疊工況中，傳統(tǒng)車輛的前縱梁結(jié)構(gòu)與剛性壁障重疊量少，即使前縱梁與剛性壁障有重疊，也基本是處于半徑150mm的圓弧上，碰撞時很容易滑出。所以在車身結(jié)構(gòu)設(shè)計時，建議將前縱梁略微外擴。如下圖所示。
 
為了應(yīng)對小重疊碰撞，對車身結(jié)構(gòu)加強是必要的，但加強并不意味著簡單地增加鋼板的厚度和提升鋼板強度。同時還要考慮車身的輕量化。小重疊結(jié)構(gòu)著重在25%到車外緣之間的結(jié)構(gòu)。
1、A柱是非常關(guān)鍵的，考慮在A柱內(nèi)側(cè)和外側(cè)增加加強板
 
2、門洞周邊采用分塊激光拼焊技術(shù)，既可以加強結(jié)構(gòu)也能達到輕量化的目的。
 
這些優(yōu)化設(shè)計，這部分結(jié)構(gòu)的質(zhì)量從19kg降到14.5kg，減重明顯！
 
在侵入方面
 
經(jīng)過CAE分析，鉸鏈柱的侵入明顯降低，達到25mm左右。
 
在車身結(jié)構(gòu)變形方面
在35ms時刻，優(yōu)化前，縱梁承擔(dān)了較多的載荷，而在優(yōu)化后，部分載荷轉(zhuǎn)移到Shotgun上了，因此在這一時刻，輪罩和前底板塑形變形明顯減少。
 
在55ms時刻，主要是shotgun壓潰，這是鉸鏈柱開始壓潰。
 
在75ms時刻，優(yōu)化前的鉸鏈柱與門檻之間有較大的相對變形運動，而優(yōu)化后，焊縫保持完整，相對變形運動變小。在前底板和輪罩這塊可以明顯看出，優(yōu)化后，由于結(jié)構(gòu)有所加強，有效地降低了塑形變形。
 
110ms時刻，優(yōu)化前，由于車輛載荷傳遞不好，鉸鏈柱與門檻相對運動越來越大，車輛受到的側(cè)向力較小，因此車輛開始旋轉(zhuǎn)，鉸鏈柱后侵，前底板有較大塑形變形，A柱有明顯彎折！而優(yōu)化后，碰撞載荷傳遞較好，整車受到了較大的側(cè)向力，A柱的彎折明顯減小。
 
160ms時刻，碰撞事件基本結(jié)束，可以看出優(yōu)化前的車身塑形變形較大，鉸鏈柱反彈較小，而優(yōu)化后，各位置連接保持完好，車身變形有一定的反彈。
 
在截面力方面
 
在鉸鏈柱上，在鉸鏈柱下端，優(yōu)化前后截面力變化不大，但鉸鏈柱上端，優(yōu)化前后截面力變化較大，這是由于優(yōu)化后，載荷傳遞好，結(jié)構(gòu)增強，鉸鏈柱下端變形小，導(dǎo)致傳遞到上面的載荷變小。
 
 
而從門檻上就很明顯看出來，優(yōu)化后，門檻承擔(dān)了更多的載荷，截面力明顯變大
 
A柱上截面力則和鉸鏈柱上端趨勢相近。
 
 
 
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