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重型汽车保险杠低速碰撞性能分析——金信垣 葛如海 143 重型汽车保险杠低速碰撞性能分析 金信炬葛如海 (江苏大学镇江212013) 摘要 针对某重型载重汽车保险杠开展低速碰撞安全性研究。利用Hypermesh建立有限元模型， 再用L§DYNA显式动力分析有限元软件求解分析。分别建立重型汽车保险杠系统与刚性墙低速正 碰，与摆锤偏碰2种工况，得到保险杠的变形、加速度等参数，分析了某重型汽车保险杠的低速碰撞性 能。根据碰撞能量相等原理进行了保险杠与刚性墙正面碰撞的台车试验，验证了仿真模型的正确性 并分析产生误差的原因。试验和仿真结果表明，该型汽车保险杠在低速碰撞时变形较小，对前围部件 起到了较好的保护效果。 关键词 汽车碰撞；保险杠；仿真；试验 中图分类号：U418．9文献标识码：A 汽车保险杠也称为汽车前后端保护装置，汽 对点的焊接单元(spotweld)。 410 车在出入库及路上驻车时常常会发生轻微碰撞。 建立的保险杠系统有限元模型共有18 当前欧洲和美国针对汽车保险杠制定了相应的法 个BT壳单元，20606个节点。其中三角形单元 规和试验规范。美国除了强制性的法规Part581866个，占壳单元总数的4．5％，焊接单元759个。 外，另有2种保险杠系统的安全试验规范为非强 保险杠系统模型如图1所示。 制性的，即Consunertest和IIH§Test。我国参 照欧洲ECE—R42法规要求，颁布了汽车前、后端 保护装置标准GBl7354—1998。目前研究集中 在保险杠对车体前围构件的保护作用和探讨低速 碰撞与高速碰撞间的关系。研究方法以试验研究 为主，越来越多地利用台车试验和仿真模拟结合 代替实车试验，比较具有代表性的是P．S．Gunter 等人对汽车保险杠低速碰撞特性所作的较为全面 的试验研究口]。 本文通过对保险杠的低速碰撞仿真，研究重 型汽车在低速正面碰撞和轻微的角碰撞时，保险 图1 某型重型商用车保险杠系统模拟碰撞的几何模型 杠系统的冲击缓冲性能和对车体、车灯的保护能 保险杠系统大部分材料采用16锰钢，保险杠 力，以使汽车不至于由于轻微碰撞而失去运营能 面板为聚丙烯材料，刚性墙为刚体。软件分析中 力，花费过多的维修时间和金钱。 定义的材料密度、弹性模量、泊松比、屈服应力及 1保险杠系统有限元建模 切线模量等参数见表1。 表1保险杠系统中材料特性 以某款重型汽车保险杠系统为研究对象，将 …。． 密度／ 弹性模蜃屈服应力泊松比切线模量 棚科 建立好的保险杠CAD模型导入到Hypermesh中(kg．mm一3)／GPa ／MPa v ／GPa 咱 mm的 7 8 2 O O 并对模型进行几何清理。选择边长为20 烯 0 9 加m喵 L 弘掀 5 O 勰弱 ％鳊 四边形网格单元对模型进行划分，保险杠纵梁零