基于碰撞安全性汽车前防撞梁总成轻量化设计

王雪梅，薛振国，刘一扬

（1.郑州财经学院机电工程学院，河南 郑州 450000；2.郑州宇通客车股份有限公司技术中心产品工程部，河南 郑州 450000）

1 引言

前防撞梁总成在汽车发生正面碰撞或者偏置碰撞时，起到吸能和保护乘员的重要作用，也是前保险杠系统的最重要的组成单元，其结构性能的好坏将直接影响到汽车的安全性和星级标准评分。随着排放和燃油消耗法规的日益严苛，前防撞梁总成由于厚度和结构的原因重量较大，是轻量化设计的重要结构单元，对其进行轻量化设计必须满足碰撞法规要求[1]。因此，对其进行研究具有重要意义。

国内外学者对此进行一定的研究：文献[2]对前防撞梁的吸能特性进行试验分析；文献[3]对前防撞工艺进行优化设计，采用辊压设计工序进行设计；文献[4]采用软件仿真方法对前防撞梁的吸能特性进行分析；文献[5]对吸能盒的不同截面进行吸能特性分析，获取最优组合形式。

针对前防撞梁总成的重要组成单元横梁和吸能盒进行分析，从材料和厚度、截面形式对横梁进行辊压成形设计，从材料、厚度、倾角和截面形式等对吸能盒进行设计，对轻量化设计后的前防撞梁总成进行吸能特性分析，选取正面100%重叠碰撞、40%偏置碰撞等两种工况进行分析，对轻量化设计方案进行检验。

2 前防撞梁总成轻量化设计

前防撞梁总成结构，如图1 所示。主要有横梁、吸能盒、安装板等三部分组成。对其进行轻量化设计主要针对横梁和吸能盒等两部分[6]。……