基于1 800 MPa级热成形钢的车门防撞梁轻量化设计分析

曹广祥 芦强强 宋起峰 常悦彤

（1.中国第一汽车股份有限公司材料与轻量化研究院，长春130011；2.中国第一汽车股份有限公司研发总院，长春130000）

1 前言

在汽车碰撞过程中，由于汽车侧面吸能构件较少且车内乘员与车门之间空间小不足以产生大的变形来吸收碰撞变形能量[1]，所以侧面碰撞中对人员伤害较大。车门防撞梁的应用可以在侧面碰撞过程中提升车门刚度，减少车门变形以及车门对乘员生存空间的侵入量，延迟乘员与车体的接触时间，有效降低乘员伤害。

目前车门防撞梁用材以超高强钢为主，如980 MPa级、1 180 MPa级冷成形超高强度，1 500 MPa级热成形钢等。热成形技术可用于成形复杂形状的零件、消除冷成形高强钢遇到的回弹大及易开裂等困难且成形后零件具有超高强度，所以应用热成形钢已成为车门防撞梁轻量化设计的主要选材方案。以1 500 MPa级热成形钢制造的车门防撞梁为基础方案，使用1 800 MPa级热成形钢通过提高材料强度，减薄料厚进行轻量化设计分析。

2 材料性能

选择某钢厂生产的1 800 MPa级热成形钢作为研究对象，其化学成分见表1，与基础方案使用的1 500 MPa热成形钢相比，主要通过提高C、Mn元素的含量来提高材料的强度。采用相同的热成形工艺参数进行压淬试验得到样板进行力学性能测试，结果见表2。

表1 化学成分（质量分数） %

表2 压淬后钢板力学性能

3 零件三点弯曲试验

准静态三点弯曲试验可以用于车门防撞梁的抗弯曲性能评价，本试验对使用1 500 MPa级和1 800 MPa级材料的车门防撞梁分别进行三点弯曲试验，对比零件的抗弯性能，同时使用获得的三点弯曲试验数据对材料卡片进行标定以用于CAE仿真分析。……