汽车下车身正面碰撞力的传递路径研究

于爽 陈剑宇

摘 要：文章以某公司在研某车型为例，主要介绍了如何在设计过程中，进行下车身正碰力传递路径的分析，优化下车身正碰力的传递路径。通过选取合理的结构方式增加了汽车结构强度，提高了汽车正碰过程中的安全性能。

关键词：汽车;传力路径;正面碰撞

中图分类号：U462.2  文献标识码：A  文章编号：1671-7988（2020）13-112-02

Research On The Transmission Path Of Frontal Collision Of Under Body

Yu Shuang， Chen Jianyu

（Brilliance Automotive Engineering Research Institute BIW Section， Liaoning Shenyang 110141）

Abstract： In this paper， taking the research of a car model in our company as an example， it mainly introduces how to analyze the transmission path of the front impact force of the car body in the design process， and optimize the transmission path of the front impact force of the car body. By selecting a reasonable structural mode， the structural strength of the vehicle is increased， and the safety performance of the vehicle in the process of frontal collision is improved.

Keywords： Automobile; The transfer path; Frontal collision

CLC NO.： U462.2  Document Code： A  Article ID： 1671-7988（2020）13-112-02

1 前言

对于汽车安全性的研究，被动安全是不可缺少的保证安全的方面。而在被动安全中，为了最大限度减少碰撞对乘员的冲击，通常利用车身结构件的变形吸能以及碰撞力的传递给予乘员最大限度的保护。

2 正面碰撞

汽车发生碰撞时，碰撞形式各不相同。资料显示，汽车发生正面碰撞的概率是40%左右（图1）。因此，研究车身正面碰撞的安全性，对于满足国家碰撞法规要求，降低乘员的伤害非常重要。

2.1 正面碰撞过程中下车身碰撞力的传递路径

在正碰过程中，下车身碰撞力一般有如下两条：

（1）前防撞梁→前纵梁→a：门槛

（2）前防撞梁→前纵梁→b：中纵梁

如上图，正面碰撞力传递路径由前防撞梁传递到前纵梁，前纵梁吸收了部分从前部传来的碰撞力并把多余能量在縱梁根部分散成两个路径。

第一条传递路径是;

碰撞力由前纵梁——内横梁总成——门槛边梁——Kick- up和后纵梁。

第二条传递路径是：

碰撞力由前纵梁——中纵梁——Kick-up和后纵梁。

2.2 正面碰撞过程中下车身碰撞力的传递路径优化

传统正碰的冲击力传递路径中，充分利用门槛以及中纵梁两条路径把碰撞力传递至kick-up位置，顺利向车后传递正面碰撞力，实现了碰撞力的分散和吸收。

在本公司某车型中，通过车身结构的更改，对正碰的传递路径进行了优化，增加了一条力的传递路径。

在该车型中，通过更改中央通道的截面形状，中通道与前地板形成了一个空腔结构，在正碰的过程中增加了第三条传力路径。

第三条传递路径是：

碰撞力由前纵梁——中纵梁——中央通道纵梁——Kick- up和后纵梁。

优化后的结构在正碰的过程中，有如下优点：

（1）中通道处和门槛以及纵梁处同时吸收和传递能量，能在前端迅速吸收更多的能量，并迅速将其余能量往后面分散传递。

（2）A柱承担的能量减少，有效减少A柱和顶盖结构薄弱部位的变形量，防止碰撞后车门无法打开。

（3）门槛处承担和传递的碰撞能量减少，更有利于驾驶室的结构稳定性。

3 结论

为了满足国内外的安全法规要求，并在新车评估程序中获得较高的星级评定，就必须对各种碰撞标准进行深入研究，相对于侧面和后面碰撞所用的台车碰撞，正面碰撞撞击的对象是壁障，无论是100%正面碰撞的固定壁障还是40%偏置碰撞的可变性壁障，正面碰撞的强度和需要吸收的能量都是最大的，一直是整车设计时需要优先保证的重点。

100%正面碰撞和40%偏置碰撞在受力时，更侧重考核车身结构，所以在设计车身实，就非常有必要设计正面碰撞传力的多种路径以及有效的吸收和传递能量。同时考虑到低速碰撞，维修保险和行人保护法规的要求，就更有必要设置正面高碰撞多种传递路径。

参考文献

[1] 车身正面碰撞传力路径设计探讨.

[2] C-IASI -中国保险行业协会.

[3] 基于正面力传递路径的轿车车身结构耐撞性.