前保险杠（课堂PPT）

1、.1保险杠.2PART 01防撞梁目录CONTENTSPART 02吸能盒PART 03法律法规PART 04评价标准01020304.3 第一部分第一部分 防撞梁PART 0101 防撞梁的材料02 防撞梁的成型工艺0103 防撞梁的结构04 乘用车采用的结构.4防撞梁的材料 乘用车防撞梁的材料占主导的仍然是碳钢，铝合金材料在实际的工业生产中也得到了广泛的应用； 理论仿真研究的选取的材料十分广泛，其中比较有代表性的有以下几类：铝合金 采用6xxx系和7xxx系铝合金，与钢制结构相比，铝合金结构可以减重11%-34%；硼钢 在满足安全要求的前提下，硼钢保险杠防撞梁可减重25%；复合材料 LGF

2、T与CFRP防撞梁相对于原铝制保险杠防撞梁分别减轻11.2和46.1； 金属或GMT材质在高速碰撞的表现差别微小，在低速中，GMT的表现更优异。.5防撞梁的成型工艺铸铝辊压冷冲压热冲压综合成本比冷冲压和辊压高出2倍以上，但能有效减少车身重量，且不需发泡塑料。欧美国家大量使用，国内部分中型车试用（如奇瑞，东风，帝豪）。其断面为箱体结构，重量较轻，空间较节省，需要与塑料配合来实现行人保护，国内应用较少，多见于日系车。工艺成本低廉，但截面尺寸大，重量高，焊点多（近60个），需要与发泡塑料配合来实现 行人保护，常用于国内自主品牌。将铸造铝合金注入模具成型的工艺方式，重量轻，成本高，硬度高 。.6防撞梁

3、的结构 常见的防撞梁截面有弓形、“日”字形、“目”字形等，这类结构相对来说制造难度低，碰撞性能也较好。.7理论研究的防撞梁形状防撞梁的结构.8乘用车采用的结构雅阁东南汽车DX7新汉兰达雷克萨斯ES350.9乘用车采用的结构丰田雷凌宝马x3（进口）.10乘用车采用的结构吉利博瑞福特福睿斯.11乘用车采用的结构沃尔沃S90L远景x1.12乘用车采用的结构长城哈弗H6奔驰E-Class 320L.13乘用车采用的结构本田CR-V斯柯达科迪亚克.14乘用车采用的结构长安CS95启辰T70.15乘用车采用的结构北汽BJ20创酷.16乘用车采用的结构思锐帝豪EC8.17乘用车采用的结构序号品牌型号厚度（m

4、m）结构车身结构价格（万）1沃尔沃S90L4.1铝合金三厢33.48-50.682宝马X33.8铝合金SUV37.47-66.753标致50083.6铝合金SUV18.77-27.974奥迪A4L3.2铝合金三厢26.18-38.985本田冠道3.2铝合金SUV22.00-32.986吉利博瑞3.15铝合金三厢10.98-21.987凯迪拉克CT63.1铝合金三厢34.99-71.388捷豹XFL3.1铝合金三厢33.60-61.909宝马X1加长3铝合金SUV25.17-39.9510大众途昂2.5双冲压辊压SUV30.89-51.8911特斯拉ModelX 90D2.2双冲压辊压SUV98

5、.4712奔驰E320L2.2铝合金三厢62.9813宝马540Li2.18铝合金三厢66.3914奇瑞eQ12铝合金两厢7.19-11.5915大众高尔夫旅行1.8单层冲压两厢26.98-41.3816大众高尔夫71.6双冲压辊压两厢10.29-22.2417比亚迪秦1001.6双冲压辊压三厢18.59-30.9818丰田雷凌1.6双冲压辊压三厢10.18-15.9819长城魏VV7s1.6单层冲压SUV18.8820比亚迪唐801.6双冲压辊压SUV26.59-27.9921福特翼博1.5单层辊压SUV7.18-15.5822北汽EU4001.4双冲压辊压三厢20.59-22.4923福特

6、锐界1.4双冲压辊压SUV22.98-41.4824长城哈弗H61.3双冲压辊压SUV8.28-14.28前防撞梁参数.18 第二部分第二部分 吸能盒PART 0201 吸能盒的材料02 吸能盒的常见结构0203 吸能盒的新结构04 吸能盒的实际应用.19吸能盒的材料 碳钢材料一直以来是汽车吸能部件的主要材料，但在发生碰撞时会发生因焊接导致的开裂现象，严重影响吸能盒对碰撞能量的吸收 。 一般汽车中常用的铝合金吸能盒材料多为 6xxx 和 7xxxx 系类 ，欧美等国家已经广泛采用铝合金材料制造吸能盒 。 铝蜂窝结构和泡沫铝完全填充和部分填充。.20吸能盒的常见结构模型的长度为175mm，壁厚为

7、1.8mm，截面周长均为250mm，材料为铝合金6101，吸能盒施加16km/h的速度。综合考虑各参数，正六边形截面铝合金吸能盒的吸能特性最佳单胞结构 截面形状对单胞薄壁管的吸能特性影响很大，当薄壁管的截面为多边形时，边数的增大有利于吸能性能的提高，但随着薄壁管边数的增大，冲击力的震荡频率和振幅也有所增加。用于汽车前纵梁的金属薄壁结构抗撞性研究.21吸能盒的新结构方管的多胞结构（直角连接）（T形连接）（十字形连接） 一种多胞管结构是否能够很好的吸能，主要取决于内部隔板对管壁的横向位移是否能够产生很好的限制作主要取决于内部隔板对管壁的横向位移是否能够产生很好的限制作用用，限制作用越强烈，薄壁管压

8、遗过程中变形也就越充分，吸收的能量也就越多； 多胞管吸能并不随着截面几何图形的叠加而叠加，影响多胞管最终吸能效果的因素是多胞管管壁之间的相互牵扯，限制的作用； 重点说明的是十字形连接，横向与竖向的隔板相互垂直，双方的平面都在对方的法线方向最大程度的限制限制对方的横向移动，是最有效的连接方式； 质量相同的多胞管随着胞元个数的增加，比吸能有增大的趋势，但是随着胞元的增大，比吸能增大的速度逐渐减小。用于汽车前纵梁的金属薄壁结构抗撞性研究.22吸能盒的新结构 Omar Faruque and Nripen Saha对挤压成型的保险杠吸能盒吸能特性进行了研究，安截面外部轮廓分为圆形、正方形、六边形、八边

9、形四组，结果表明：八变形带圆形内圈结构的截面单位质量吸能最大。 .23吸能盒的实际应用比亚迪秦100标致5008传祺GS8奇瑞eQ1小蚂蚁.24吸能盒的实际应用奥迪A3吉利博瑞沃尔沃S90L丰田雷凌.25吸能盒的实际应用本田CR-V长安CS95启辰T90一汽奔腾B70.26 第三部分第三部分 法律法规PART 0301 低速碰撞法规02 行人保护法规0303 高速碰撞法规.27 前防撞梁包括前横梁本体、吸能盒、前拖钩安装结构、连接板等，其主要作用是低速碰撞（15Km/h 以下）保护，满足车辆前端保护法规及行人保护法规的要求。 .28低速碰撞法规低速碰撞法规美国FMVSS PART581欧洲EC

10、E R42中国GB 17354-1998 RCARIIHS.29低速碰撞法规 文献中，进行低速碰撞试验时，多采用RCAR或ECE R42.30低速碰撞法规 照明和信号装置应能继续正常工作并清晰可见。 发动机罩、行李箱盖和车门应能正常开闭。车辆的侧门在碰撞的 作用下不得自行开启。 车辆的燃料和冷却系统应无泄漏，不发生油、水路堵塞，其密封装置与油、水箱盖亦应能正常工作。 车辆的排气系统不应有妨碍其正常工作的损坏或错位。 车辆的传动系统、悬架系统（包括轮胎）、转向和制动系统应保持良好的调整状态并能正常工作。 评价要求（GB 17354-1998）国家法规中对低速碰撞的评价并没有一个明确的量化指标，具

11、体的参数标准需要根据情况设定。.31行人保护法规欧洲行人保护法规 .32行人保护法规中国行人保护法规（ GB/T24550-2009 ） 下腿型对保险杠的试验冲击速度40km/h，离地25mm水平方向，13.4kg冲击器膝部最大动态弯曲角不大于19膝部最大动态剪切位移不大于6.0mm小腿上端加速度不大于170g总计最大为264mm区域小腿加速度不大于250g 上腿型对保险杠的试验冲击速度40km/h，水平方向，9.5kg冲击器冲击力总和不大于7.5kN弯矩不大于510Nm.33行人保护法规各标准指标对比.34高速碰撞法规完全重叠刚性墙40%重叠ODB法规名称GB11551FMVSS208ECE

12、94IIHSE-NCAPC-NCAP车辆类型M1类车辆多功能乘用车、轿车、公交车、卡车不超过2.5t的M1类车辆无限制无限制M1类车辆车辆状态整备状态，车载车辆装置的质量可以通过减少一些对测量结果无明显影响的车体附件来补偿轿车：整备质量加上额定货物和行李，再加上必要的家人实验设备的质量整备质量及车载测量质量整备质量及车载测量质量参考质量参考ECE94边界条件完全重叠刚性墙，0，v=48-50km/h完全重叠刚性墙，0，v=48-50km/h40%重叠ODB，0，v=56km/h40%重叠ODB，0，v=64km/h40%重叠ODB，0，v=64km/h40%重叠ODB，0，v=56km/h，完

13、全重叠刚性墙，0，v=48-50km/h.35高速碰撞法规正面高速碰撞试验的主要目的是针对车辆在高速碰撞情况下对车内乘员的保护情况，在文献中较少纳入到评价体系中。.36 第四部分第四部分 评价标准PART 0404.37评价标准 由于各国的法规中并未对车辆的性能提出具体的量化标准，因此对优化的效果评价并没有一个统一的标准。但是评价标准的选取都是从保险杠的能量吸收和保险杠的结构变形两个方面考虑的。 薄壁多胞结构耐撞性研究 比吸能（SEA）、载荷效率（CFE） 基于变截面板的吸能盒与前纵梁优化 比吸能（SEA）、最大碰撞力纤维增强型复合材料保险杠轻量化设计与优化 比吸能、碰撞器侵入量、撞击峰值力CAE analysis of GEM bumper汽车吸能盒抗撞性仿真优化研究基于低速碰撞和行人腿部保护的前保险杠系统研究总能量、撞击力峰值、吸能盒压缩位移、耐碰撞指数和平均撞击力 摆锤侵入量、撞击力峰值、保险杠变形量、塑性应变、加速度恢复系数、加速度、碰撞器侵入量、保险杠变形量、应力应变.38评价标准 恢复系数。恢复系数越大，保险杠弹性变形越大，碰撞性能越好； 摆锤加速度。可计算出摆锤瞬时冲击力，即车体瞬时载荷； 碰撞器侵入量。碰撞器的最大侵入量不能超过碰撞器与发动机罩的初始距离，角度碰撞的最碰撞器的最大侵入量不能超过碰撞器与发动机罩的初始距离，角度碰撞的最大侵入量不能超过碰