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淺談MPDB工況下的前端結(jié)構(gòu)設(shè)計
2021-02-06 01:05:29· 來源：上汽安全與CAE技術(shù)
01 前言眾所周知，2020版Euro NCAP和2021版CNCAP使用正面50%重疊車-車對撞測試（MPDB）替代正面40%重疊可變性壁障碰撞測試（64ODB）。旨在通過碰撞兼容性考核推
01 前言
眾所周知，2020版Euro NCAP和2021版CNCAP使用正面50%重疊車-車對撞測試（MPDB）替代正面40%重疊可變性壁障碰撞測試（64ODB）。旨在通過碰撞兼容性考核推動大車小車和諧一體的交通環(huán)境。
在之前的文章《Euro NCAP 與 C NCAP MPDB差異介紹》中，已經(jīng)對罰分細(xì)則做過介紹，可以看到，兩個不同版本的MPDB評價中主要涉及到乘員載荷指標(biāo)OLC、壁障變形量標(biāo)準(zhǔn)偏差SD、壁障擊穿。
這三項評價指標(biāo)中，根據(jù)歐洲MPDB試驗結(jié)果，隨著車輛整備質(zhì)量的增加，乘員載荷指標(biāo)OLC也會增加，OLC與整備質(zhì)量呈正相關(guān)的關(guān)系。在MPDB罰分中，如何在保證壁障不被擊穿的情況下，盡量減少壁障變形量標(biāo)準(zhǔn)偏差SD成為降低罰分的關(guān)鍵。
圖1 OLC與整備質(zhì)量關(guān)系
02 SD評估區(qū)域
壁障變形量標(biāo)準(zhǔn)偏差SD評估區(qū)域為矩形。其下邊界位于地面以上250mm處（距離壁障下邊緣100mm）,上邊界位于地面以上650mm位置處；右邊界距離MPDB面右側(cè)邊緣200mm處，左邊界與試驗車輛寬度相關(guān)，距離MPDB面右邊緣的距離為車寬的45%。
圖2 SD評估區(qū)域
03 MPDB工況對前端結(jié)構(gòu)設(shè)計要求
理想狀態(tài)，若水箱上橫梁、主緩沖梁、下緩沖梁在壁障上可以覆蓋SD評估區(qū)域，而且剛度匹配，在碰撞結(jié)束后，壁障可以較為平整，獲得比較低的SD值。
圖3 理想狀態(tài)前端結(jié)構(gòu)設(shè)計
然而，在整車設(shè)計中，受造型及前艙布置等限制，水箱上橫梁、主緩沖梁、下緩沖梁很難做到完全覆蓋壁障的評分區(qū)域。
04 幾種不同車型前端結(jié)構(gòu)設(shè)計
避免壁障擊穿是獲得較低的SD值的前提。在歐洲汽車年會上，某車企（A）通過延伸吸能盒背板，避免吸能盒附近應(yīng)力集中，有效地防止壁障擊穿。通過增加主緩沖梁Z向尺寸，優(yōu)化截面形狀，提升了主緩沖梁的抗彎剛度。上述更改同樣增大了壁障與主緩沖梁載荷接觸面積，使得壁障在試驗后，更為平整，獲得較低的SD值。
圖4 車企A前端結(jié)構(gòu)設(shè)計思路
圖5 碰撞后MPDB壁障變形
還有的車企（B）通過增加lower member，為車體結(jié)構(gòu)增加一條額外的載荷路徑。通過在主吸能盒側(cè)面增加副吸能盒，在碰撞中，使得lower member可以較早的進(jìn)行載荷路徑力的傳遞。主緩沖梁Y向延伸，增大與壁障的接觸面積。
圖6 車企B載荷路徑設(shè)計
值得一提的是，在主緩沖梁的最前端，該車企增加一塊Y向約占主緩沖梁一半寬度的平板，該平板可增加車體與壁障小車的接觸面積。上述四處更改，均旨在降低SD值。研究表明，通過這四處優(yōu)化方案，車體可吸收較高的沖擊能量，相應(yīng)的壁障小車吸能降低，有效地推動大車小車和諧一體的交通環(huán)境。
圖7 車企B主緩沖梁增加平板
05 小結(jié)
上汽全球智能汽車架構(gòu)（sigma）目前在研車型，涵蓋燃油車、混動車、電動車。在目前的開發(fā)中，均已進(jìn)行MPDB設(shè)計保護(hù)。在不久的將來，上汽將為推動大車小車和諧一體的交通環(huán)境做出自己的貢獻(xiàn)。
眾所周知，2020版Euro NCAP和2021版CNCAP使用正面50%重疊車-車對撞測試（MPDB）替代正面40%重疊可變性壁障碰撞測試（64ODB）。旨在通過碰撞兼容性考核推動大車小車和諧一體的交通環(huán)境。
在之前的文章《Euro NCAP 與 C NCAP MPDB差異介紹》中，已經(jīng)對罰分細(xì)則做過介紹，可以看到，兩個不同版本的MPDB評價中主要涉及到乘員載荷指標(biāo)OLC、壁障變形量標(biāo)準(zhǔn)偏差SD、壁障擊穿。
這三項評價指標(biāo)中，根據(jù)歐洲MPDB試驗結(jié)果，隨著車輛整備質(zhì)量的增加，乘員載荷指標(biāo)OLC也會增加，OLC與整備質(zhì)量呈正相關(guān)的關(guān)系。在MPDB罰分中，如何在保證壁障不被擊穿的情況下，盡量減少壁障變形量標(biāo)準(zhǔn)偏差SD成為降低罰分的關(guān)鍵。
圖1 OLC與整備質(zhì)量關(guān)系
02 SD評估區(qū)域
壁障變形量標(biāo)準(zhǔn)偏差SD評估區(qū)域為矩形。其下邊界位于地面以上250mm處（距離壁障下邊緣100mm）,上邊界位于地面以上650mm位置處；右邊界距離MPDB面右側(cè)邊緣200mm處，左邊界與試驗車輛寬度相關(guān)，距離MPDB面右邊緣的距離為車寬的45%。
圖2 SD評估區(qū)域
03 MPDB工況對前端結(jié)構(gòu)設(shè)計要求
理想狀態(tài)，若水箱上橫梁、主緩沖梁、下緩沖梁在壁障上可以覆蓋SD評估區(qū)域，而且剛度匹配，在碰撞結(jié)束后，壁障可以較為平整，獲得比較低的SD值。
圖3 理想狀態(tài)前端結(jié)構(gòu)設(shè)計
然而，在整車設(shè)計中，受造型及前艙布置等限制，水箱上橫梁、主緩沖梁、下緩沖梁很難做到完全覆蓋壁障的評分區(qū)域。
04 幾種不同車型前端結(jié)構(gòu)設(shè)計
避免壁障擊穿是獲得較低的SD值的前提。在歐洲汽車年會上，某車企（A）通過延伸吸能盒背板，避免吸能盒附近應(yīng)力集中，有效地防止壁障擊穿。通過增加主緩沖梁Z向尺寸，優(yōu)化截面形狀，提升了主緩沖梁的抗彎剛度。上述更改同樣增大了壁障與主緩沖梁載荷接觸面積，使得壁障在試驗后，更為平整，獲得較低的SD值。
圖4 車企A前端結(jié)構(gòu)設(shè)計思路
圖5 碰撞后MPDB壁障變形
還有的車企（B）通過增加lower member，為車體結(jié)構(gòu)增加一條額外的載荷路徑。通過在主吸能盒側(cè)面增加副吸能盒，在碰撞中，使得lower member可以較早的進(jìn)行載荷路徑力的傳遞。主緩沖梁Y向延伸，增大與壁障的接觸面積。
圖6 車企B載荷路徑設(shè)計
值得一提的是，在主緩沖梁的最前端，該車企增加一塊Y向約占主緩沖梁一半寬度的平板，該平板可增加車體與壁障小車的接觸面積。上述四處更改，均旨在降低SD值。研究表明，通過這四處優(yōu)化方案，車體可吸收較高的沖擊能量，相應(yīng)的壁障小車吸能降低，有效地推動大車小車和諧一體的交通環(huán)境。
圖7 車企B主緩沖梁增加平板
05 小結(jié)
上汽全球智能汽車架構(gòu)（sigma）目前在研車型，涵蓋燃油車、混動車、電動車。在目前的開發(fā)中，均已進(jìn)行MPDB設(shè)計保護(hù)。在不久的將來，上汽將為推動大車小車和諧一體的交通環(huán)境做出自己的貢獻(xiàn)。
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