图书分类号： 密级： 毕业论文 汽车前保险杆设计与建模 DESIGN AND MODELING FRONT BUMPER CARS
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摘要 随着汽车制造业的迅猛发展，全球的汽车制造企业竞争越来越激烈，前保险杠是汽车外饰的重要组成部分，汽车的整体造型和零件的形状，零件之间的装配组合有着很大影响。设计时要结合人机工程，造型，工艺等来使汽车更加美观实用。汽车前保险杠对汽车的影响很大，这些都是众所周知的，它汽车结构的重要结构，汽车的安全装置。最近几年来，汽车在我国的消费量越来越大，同时消费者对于汽车的外观也有很大的要求，由于汽车前保险杠是汽车的外观，所以商家对于它的重视度很高。而我国市场对于汽车前保险杠在需求量也在不断地增加。就现阶段而言，消费者选择汽车，外观占有很大的一部分。而现阶段汽车的前保险杠多多少少都会有一些问题，而这些问题就有可能别人不会选择这款车，与此同时，这款类型的汽车销量就会不好。因此怎样解决这些问题，我们设计前保险杠要首先解决问题。 我们用catia对汽车前保险杠进行了表面的提取与结合，用catia有限元分析软件，首先，我们对汽车的横梁碰撞测试，来了解横梁能够承受的力，对汽车前保险杠失效准则进一步加深了解。 关键词：汽车前保险杠、外观、横梁、碰撞
保险杠设计指南 在轿车上后视镜主要分为前保险杠和后保险杠，属于安全件。在车辆碰撞时起到吸收碰撞能量，降低对人体的伤害程度的作用。在保险杠的性能试验方面，最主要的是耐侯性能试验、缺口冲击强度试验，落球试验，整车以9公里时速撞击时，保险杠能恢复原状，抗碎石冲击性能等。 保险杠材料的选择是实现其功能的首要条件。一般采用PP+EPDM(PE)的材料，使保险杠具有一定的弹性，可以吸收部分碰撞能量。 A11前、后保险杠的材料选用PP+ PE，其中PE使保险杠具有一定的弹性，保险杠结构分为内外两层，本体＋缓冲器，缓冲器用热板焊接到本体上。缓冲器采用蜂窝状结构，使保险杠的缓冲性能发挥到极限。 A11前、保险杠总成重量是9056g，后保险杠总成重量是10332g。 S11前、后保险杠的材料选用PP+ EPDM+T15，其中EPDM使保险杠具有一定的弹性，保险杠结构分为内外两层，本体＋缓冲器，S11考虑到成本，缓冲器结构相当简单，性能上相对于A11的要差些。 S11前保险杠总成重量是2976 g，后保险杠总成重量是3239 g。 B11前、后保险杠的材料选用PP+ EPDM+T10，其中EPDM使保险杠具有一定的弹性，保险杠结构分为内外两层，本体＋缓冲器，缓冲器用卡扣联接到本体上。前保险杠缓冲器采用中空状结构，材料为GMT，强度很好，有很好的缓冲性能，但价格昂贵。后保险杠缓冲器也采用中空状结构，材料为PC+PBT，强度很好，但保险杠的缓冲性能相对来说不如A11。 B11前保险杠总成重量是3900 g，后保险杠总成重量是5500 g。 前、后保险杠的重量在整车附件中占有绝对的比例，它的重量将会影响到整车的油耗等。因此，在设计时，应根据不同的材料，选用不同的料厚，达到减轻重量的作用。 保险杠的开发周期为6个月，其中2个月用于设计，3个月用于开模，1个月用于匹配。 保险杠的主要失效模式有开裂，装配不良，于大灯干涉、设计工艺性差等。 前保险杠的结构一般采用保险杠外罩＋吸能器＋固定加强板这样的三明治结构而后保险杠结构一般只采用外罩＋加强装置，其中保险杠外罩一般采用PP+EPDM+TX:其中的PP为保险杠外罩的基体，EPDM能够提高保险杠外罩的弹性，而TX的含义是材料中加上x％的滑石粉，主要是提高保险港外罩的刚度。常用料为T20.吸能器一般采用EPP或者是PP发泡结构，起到吸收撞击能量的作用。加强板的材料一般采用GMT压制件，前保采用螺栓固定的结构，而后保一般采用热板焊的结构主要是因为后保比前保少了一个吸能器，这样的结构可以使安装更便捷。现在的欧美法规一般有明确的规定：前后保必须要采用前后大型吸能保险杠，主要是为了满足欧美法规中的后碰撞要求，以及行人保护等相关的法规。其中GMT代表玻璃纤维垫强化热塑材料：其基层为聚丙烯脂增强材料为玻纤垫料，一般可利用直接热冲压技术使板材成型。以上提到的这些材料一般均具有回收再利用的环保效果，可以降低对于环境的污染。 保险杠在设计时一般主要考虑外观上的整体效果，以达到造型的目的，所以对于保险杠的安装方式大多是由设计公司提出粗略的结构，而具体的机构设计是由供应商和正车制造商相互配合来完成，从而使保险杠的结构符合制造和安装工艺。对于车身附件工程师来说安装结构的确定无疑是最重要的，所以在与设计公司及供应商确定机构时必须要仔细考虑制造，安装，喷涂，等众多的因素，除此之外还要考虑相关的法规要求以及标准。 汽车的燃料在燃烧推动机械运转时已经消耗了一大部分动力，而当汽车高速行使时，一
汽车前保险杠设计可行性研究 文章简单介绍了前保险杠设计涉及的法规和关键尺寸，对汽车前保险杠设计开发初步可行性分析有一定的指导作用，做好前期的可行性分析，可以大大减少后期的更改量，对项目的进度和最终成功起到决定性作用。 标签：前保杠；法规；关键尺寸 Abstract：This article briefly introduces the laws and regulations as well as key dimensions involved in the design of the front bumper，which will guide the preliminary feasibility analysis of the design and development of the front bumper of the automobile，and do a good job of feasibility analysis in the early stage，which can greatly reduce the amount of change in the later stage and play a decisive role in the progress and ultimate success. Keywords：front bumper；law and regulation；key dimensions 當今汽车保险杠除了保持原有的保护功能外，还追求与车身形状的和谐统一，追求自身的轻量化。为了实现这一目标，汽车的前保险杠和后保险杠目前都是用塑料制成的，也就是所谓的塑料保险杠。塑料保险杠外形除了要美观，风格要和车身相衬，还必须满足各种功能和法律法规的要求，各种功能部件和保险杠附件的位置要符合车辆总布置和人机工程学的要求。 在设计初始阶段，先要检查造型是否满足法规要求。工程师必须考虑与保险杠相关的法规和布局要求有：低速碰撞、行人保护、外部凸出物、牌照安装、冷却系统对格栅进气面积要求、前保险杠接近角等。 低速碰撞（GB 17354），前后保险杠低速碰撞的设计要求是在发生接触和轻微碰撞时，不会对车辆造成严重损伤，保护车身、发动机供油系统、排气系统、冷却系统以及相关的灯具等不受到损伤。为了满足该设计要求，保险杠造型的主要设计方向是保险杠蒙皮超出前照灯、雾灯和发动机盖等附件，以便在碰撞时首先接触保险杠以保护其附件。前保险杠正面碰撞，碰撞摆锤与发动机舱盖最前端的间隙，中欧经验值≥50mm，美标经验值≥70mm；侧30度碰撞，碰撞摆锤与前大灯的间隙，中欧经验值≥30mm，美标经验值≥50mm。中欧低速碰撞高度445mm，美标低速碰撞高度406.4-508mm。截面图详见图1低速碰撞布置。 行人保护（GB/T 24550-2009），目前已成为设计方面所关注的重要课题。行人保护中影响保险杠布置和造型的主要是小腿碰撞部分，其主要的评价指标有胫骨加速度G（g）、最大弯曲角度A（°）、最大剪切位移S（mm）。为了实现对小腿碰撞的保护，在前保横梁和前保险杠内表面之间通常布置保险杠吸能块。同时我们会设计吸能空间，前保横梁和前保蒙皮内表面距离（S）越大越好，此空间尺寸的增大可以为小腿碰撞器提供足够的变形空间。为达到标准要求，保险杠整个小腿碰撞区域的该距离尺寸（S）需保证80mm以上。截面图详见图2前保横
浅谈汽车保险杠设计及制造关键技术 随着时代的不断进步，国人对汽车质量提出了更高的要求，因此促进了国产汽车行业的蓬勃发展。众所周知，保险杠的设计直接影响到汽车制造质量，同是也是汽车制造中非常重要的一部分。从当前形势看来，只有加强对保险杠的科学设计，才能确保汽车保险杠的制造质量。本文主要针对汽车保险杠设计以及制造关键技术进行详细分析。 标签：汽车保险杠；设计；制造关键技术 保险杠是汽车的主要部件，在汽车行业不断发展的前提下，保险杠设计以及制造质量不断提高，人们对汽车保险杠的设计要求也随之增高，因此需要不断提高保险杠设计以及制造技术，促进汽车生产技术的有效提高。保险杠设计以及制造技术与汽车使用的安全性能有着密切关系，所以必须要重视这项工作，并加强对汽车保险杠设计以及制造关键技术的详细分析，避免汽车保险杠在设计和制造过程中出现缺陷问题。 1 汽车保险杠的组成分析 1.1 汽车保险杠的蒙皮系统 在汽车保险杠设计的过程中离不开塑料，塑料是保险杠蒙皮系统的主要构成材料，它不但具有高硬度性能，而且在保险杠设计过程中还起到装饰的作用。在汽车在行驶过程中如果发生危险，作为保险杠的蒙皮系统能够发挥很好的缓冲作用[1]，有效保护驾驶者的安全。同时在确保蒙皮系统不受到损坏前提下，还可以最大限度避免安全事故的发生。 1.2 汽车保险杠的横梁系统 横梁是保险杠安全系统中的主要组成部分，可以有效将汽车在碰撞中产生的能量进行分散，并且吸收大量能量，一旦汽车发生碰撞，横梁可以将碰撞情况下所产生的能量进行及时转移，更好的保护了驾驶者自身的安全性。在设计汽车横梁的环节，必须要确保横梁能够有效吸收汽车撞击产生的能量，确保了汽车各个部件的安全。在通常情况下，保险杠横梁重量占到汽车总重量的0.40%，同时它所承受的压力约为1300～1600MPa。 1.3 保险杠的核心系统 保险杠安全设计会直接影响到汽车整体质量，所以在实际设计过程中要加强对每个环节的合理配置和优化，有效提高汽车质量。同时需要对保险杠操作规范进行科学控制，积极融入一些新的设计观念，不断加大对新型材料的应用力度，只有这样才能确保汽车整体质量。
前言保险杠设计指南
1、简要说明 1.1该部分综述 1.1.1产品简介 汽车保险杠是吸收缓和外界冲击力，保护车身前后部的安全装置，有着很强的造型美观功能，追求和车体造型的和谐统一。 随着汽车工业的发展,汽车保险杠作为一种重要的安全装置也走向了革 新的道路.今天的轿车前后保险杠除了保持原有的保护功能外,还要追求与车体造型和谐与统一,追求本身的轻量化. 为了达到这种目的，目前轿车的前后保险杠采用了塑料，人们称为塑料保险杠。保险杠是重要的外观件安全件。保险杠在碰撞时充分吸收能量，保护车辆的功能件能正常工作，行人碰撞时，降低对人体的伤害程度。 现今，汽车保险杠一般为塑料组成，可以达到美观、吸能、和轻量化的目的，是乘用车的重要外饰件 1.1.2产品分类 塑料保险杠由外板蒙皮、缓冲材料和横梁三部分组成。外板蒙皮和缓冲材料由塑料材料制成，横梁为厚度为1.5ｍｍ的钢板冲压，可以有多层板焊接而成。 1.2设计该产品的目的 塑料保险杠具有强度、刚性和装饰性，从安全上看，汽车发生碰撞事故时能起到缓冲作用，保护前后车体；从外观上看，可以很自然的与车体结合在一块，浑然成一体，具有很好的装饰性，成为装饰轿车外型的重要部件。 1.3适用范围 塑料保险杠适用于乘用车前后端。
前言1.4零部件构成图 S18前保险杠构成图
S18后保险杠构成图 1.5产品开发工艺介绍 通常情况下本体注塑成型，横梁冲压成型，发泡式缓冲器发泡成型。1.6产品开发流程介绍 产品开发有10个阶段，从P0到P9。 开发设计阶段的流程，在本设计指南中不过多介绍，主要说明一下开发阶段从P3以后的主要流程。 1、试制阶段：试制的目的是对设计进行验证，并对设计进行确认； 2、模具、检具开发阶段：经过试制阶段，对设计进行验证，并对设计进行改 进后，可以对设计进行确认。此后，进行零件正式模具的开发； 3、正式模具件装车验证，进行产品改进，并相应调整、修改模具，使产品更 加完善，品质更好； 4、发放造型样板，制作外观件； 5、制定材料、总成试验大纲，进行零部件材料、性能试验； 6、对产品进行“工装样件认可”（OTS认可）。至此，完成产品的开发工作。***注：需要特别强调的是，在开发阶段，无论是对试制零件，还是正式模具件，都要对此进行必要的尺寸检查，确认符合图纸和数据后，才可进行装车验证。否则，所有的验证工作，就没有正确的依据。*** 2、设计构想（思想、理念） 2.1设计原则 2．1.1相关法规 低速碰撞： NA & Europe Mandatory Bumper Low Speed Impact Regulations
科技论坛 保险杠是汽车的重要组成部件之一，随着汽车制造业的不断发展，保险杠的设计以及制造质量越来越高，汽车制造业对保险杠的需求量越来越大，这对保险杠的制造单位提出了更好的要求，其必须不断的完善技术，还要提高生产的效率。汽车保险杠的设计与制造影响着汽车使用的安全性，所以，汽车保险杠的制造单位一定要重视这项工作，本文对汽车保险杠的设计以及制造关键技术进行了分析，希望对相关设计人员提供一定帮助，避免汽车保险杠出现缺陷问题。 1保险杠系统的构成 1.1保险杠蒙皮系统。汽车保险杠蒙皮系统是一般是由塑料材料构成的，其有着较高的强度，还具有装饰效果，在车体出现碰撞后，保险蒙皮系统可以起到缓冲的作用，可以有效的保证司机以及乘客的安全，还要保证车体零件不会出现损坏。保险杠是汽车外观的重要组成，其可以提高汽车外形的美观性，还可以增加车身设计的内涵。 1.2保险杠横梁系统。保险杠梁系统是汽车有效的安全系统，其实现碰撞能量的传递，可以吸收车体碰撞后的能量，利用横梁与纵梁可以将碰撞的能力传递给A 柱、侧围门槛等部件。在对保险杠进行设计时，需要做好主衡梁吸能元件的设计工作，要保证低速碰撞不会对汽车贵重零件造成破坏。保险杠横梁约占汽车总重量的0.3%，其抗拉强度需要达到1200-1500MPa 左右，所以，制造厂需要保证钢板的抗拉强度达到这一标准。 1.3保险杠吸能泡沫系统。吸能泡沫可以保证车体低速碰撞时，车身不会出现严重的变形情况，可以保护保险杠蒙皮，还可以保护车灯，还可以缓冲汽车对行人产生碰撞力。泡沫件是由塑料粒子发泡形成的，在设计的过程中，需要考虑泡沫密度以及压缩强度。 1.4行人保护系统。行人保护系统是由智能安全保障系统、行人安全气囊等部件组成的，行人保护横梁可以避免汽车在发生碰撞后碾压行人的脚，在设计保险杠时，要做好行人保护系统的优化工作，要注意泡沫件刚度以及间隙，还要减少发生碰撞时，行人膝盖的弯曲程度，这样才能降低对行人造成的伤害。 1.5保险杠系统的核心功能。保险杠系统的核心功能与汽车各个系统设计的质量有着较大的关系，设计人员需要做好蒙皮系统、横梁系统、缓冲吸能系统以及行人保护装置的优化工作，这样才能保证行车的安全性，才能为乘客以及司机提供安全保障。在对汽车保险杠系统进行设计时，要保证操作的规范性，还要以保证行车的安全为原则，要对设计理念进行创新，还要融入环保的理念，应用新型的环保材料，这样才能实现保险杠系统的完善与优化，才能做到对碰撞能量的传递，对结构变形进行吸能。 2保险杠系统的设计理念 2.1轻量化材料的选择。保险杠系统的设计需要遵循轻量化的原则，要降低汽车的油耗，还要采用强度以及刚度较高的材料，为了减轻汽车的重量，要使用轻质材料，可以采用铝合金或者复合材料。设计人员在选择材料时，要以经济、环保、节能为原则，还要保证应用技术的可行性，保证材料的使用性能与零件的设计功能相适应。首先考虑材料要求（满足功能、经济、节能、环保、可回收等要求），通过可行性分析，基于数据库与以往案例库进行候选材料的选择与确定；然后着手功能性分析，实现功能并且结构合理。 2.2安全设计。保险杠安全设计的主要内容是碰撞能量的传递路径以及吸能区域的优化分布。保险杆系统必须进行多项碰撞试 验、摆锤试验，确保行车安全。对于前保险杠系统，必须谨慎合理地设计散热器系统与保险杠横梁、蒙皮与保险杠横梁、蒙皮与泡沫件的安全距离，以及优化吸能泡沫件的设计；对于后保险杠系统，一方面确保乘员空间的保护，另外还必须保障后碰燃油系统的安全。保险杠系统结构设计的影响因素：离地间隙、接近角、离去角、前后悬长度、前纵梁间距等关键设计约束。 2.3绿色设计。绿色设计体系需遵从环境准则、技术准则、经济性准则与人机工程准则。绿色设计的总体要求：在产品生命周期里，能源消耗最小化，废弃物排放量最小化，对生态系统的危害最小化。绿色设计的目标是最大努力地减小环境冲击，实现“低碳经济”，因此在保证性能的前提下，在设计的早期就考虑降低产品形成的物耗能耗，优先目标是无污染、可降解、可回收、可重复利用。 3保险杠制造关键技术 3.1制件的壁厚确定。应尽量壁厚均匀、厚度适当、不应有突变，厚度不同时应逐渐过渡。各种塑料均有一定的壁厚范围，一般0.5～4mm，当壁厚超过4mm 时，将引起冷却时间过长，产生缩痕等问题，应考虑改变产品结构。满足要求时尽量减小壁厚。壁厚不均会引起表面缩印。如PP、POM、PE、PA 更为显著。汽车外饰件一般壁厚取2.5+0.25mm，大型件如保险杠取3+0.25mm 至3.5+0.25mm。 3.2加强筋设计。加强筋的合理应用，可增加产品刚性，减少变形。加强筋的厚度一般不大于产品壁厚的1/3，特殊条件下(如满足强度要求的前提下)需小于产品壁厚的1/2，否则引起表面缩痕。加强筋的单面斜度应大于1.5度，以避免顶伤。多条加强筋相互错开、布置得当，之间的距离大于4t(t 为塑件件壁厚)。筋的高度低于3t，不易过大，否则会使筋部受力破损。 3.3支撑面。若用整个面作为零件的支撑面，稍有变形就会影响与车身的配合。因此实际常采用凸边或者局部凸起的支角作为支撑面。 3.4孔。保险杠上的各种孔必需设置在不减弱产品机械强度的部位，其形状也需方便模具制造。孔与壁之间应保持一定距离，孔至边界最小至少是孔径的1.5倍。 3.5保险杠材料性能要求。韧性高:在低速下发生碰撞时，要防止行人受伤及车辆损坏。外观方面:设计自由，不发生热变形，对环境不敏感，耐划伤，不出现裂纹、缩孔、易于喷涂。 结束语 汽车保险杠设计是一项综合性工作，其包括汽车保险杠蒙皮系统、横梁系统、缓冲吸能系统以及行人保护装置系统等，在设计的过程中，需要做好设计理念的优化工作。本文对汽车保险杠系统的组成进行了介绍，还对设计的理念进行了分析，对保险杠制造关键技术进行了探讨，希望对相关设计人员提供一定帮助，提高汽车保险杠的制造质量，保证其各项功能的正常发挥。保险杠具有缓冲、保护等功能，其可以保证驾驶员、乘客以及行人的生命安全，设计人员要保证其功能的正常发挥。 参考文献 [1]李永泉,李峰,孙晋.基于Moldflow 的汽车保险杠注射成型分析[J].中国塑料，2010(7). [2]童尧,秦宗慧.注射成型工艺参数的混合优化[J].现代塑料加工应用，2010(3). [3]严志云,谢鹏程,丁玉梅,杨卫民.注射成型典型缺陷形成的原因及解决措施[J].模具制造，2010(3). 浅谈汽车保险杠设计及制造关键技术 杨帆 （沈阳汽车工业学院，辽宁沈阳110000） 摘要：本文对汽车保险杠设计的理念以及方法进行了介绍，还对保险杠制造的关键技术进行了探讨，希望对相关工作人员提供一 定帮助，合理优化保险杠的设计流程，要提高工作的效率，还要保证保险杠的制造质量，保证其应用的效果，这样才能促进汽车行业更好的发展。 关键词：汽车；保险杠；设计；制造；关键技术24··
XXXXX有限公司 保险杠设计规范 编制： 校对： 审核： 批准： 2015-08-05发布 2015-08-10实施 XXXXX有限公司发布
目录 1简要说明 (3) 2设计构想 (4) 2.1 前后保险杠开发周期 (4) 2.2 满足法规要求 (4) 2.3 安装布置及断面分析 (9) 2.3.1 功能定义及安装构想 (9) 2.3.2 典型断面分析 (10) 2.3.3安装强度分析： (11) 3.保险杠的材料及结构 (13) 3.1 保险杠材料的选择 (13) 3.2保险杠结构 (13) 3.3我司现有车型保险杠结构 (13) 4保险杠设计注意事项 (15) 4.1保险杠在设计结构中需注意的问题 (15) 4.2 保险杠的设计经验值 (17) 5 间隙、公差分析 (18) 5.1大灯同前保险杠间隙 (18) 5.2保险杠同翼字板间隙 (18) 5.3保险杠同前格栅的间隙 (18) 5.4保险杠本体同缓冲块 (18) 6制造工艺可行性（要求供应商确认） (18) 6.1工艺分析方法 (18) 6.2工艺方法 (18) 7主要性能要求 (18) 7.1材料试验要求 (18) 7.2 性能试验要求 (18) 7.3油漆涂层试验 (19) 8 失效模式 (19)
1简要说明 保险杠属于安全件。在车辆碰撞时起到吸收碰撞能量，降低对人体的伤害程度的作用。其主要功能有： ①、保护功能，在汽车发生纵向及角部碰撞时，保险杠应能吸收部分能量，以保护车身，整车照明系统、冷却系统、发动机盖、行李箱盖等；行人保护功能，在保险杠内装防撞梁和缓冲块，更好的保护行人碰撞时小腿的伤害值； ②、装置功能，在保险杠上，有的装置着灯具、雷达、牌照架及牌照等件，要给予足够的空间和装置条件；为车辆冷却系统提供换气通道； ③、美化功能； ④、提高空气动力特性，保险杠正面迎风面积较大，对空气动力特性的影响也大。前保险杠的最佳化设计对减小正面迎风阻力系数和升力系数效果明显。侧视图方向上，矩形断面保险杠的阻力最大，凸形断面的保险杠阻力较小。 俯视图形状上，应消除棱角与修饰端头形状，以求同车身本体形状相匹配，这样可以减少气流剥离和涡流的产生。另外，保险杠的前端向前延伸可以减小阻力和升力，保险杠与车身本体间隙不宜大。在前保险杠下部设置阻风板一类的形状，也对改善空气动力特性有作用。 类似于 侧视图矩形断面的保险杠 类似于侧视图凸形断面的保险杠 保险杠 底部导流板，改善空气动力特性
保险杠设计指南 1、简要说明 保险杠属于安全件。在车辆碰撞时起到吸收碰撞能量，降低对人体的伤害程度的作用。 2、设计构想 保险杠在设计时一般主要考虑外观上的整体效果，以达到造型的目的，所以对于保险杠的安装方式大多是由设计公司提出粗略的结构，而具体的机构设计是由供应商和整车制造商相互配合来完成，从而使保险杠的结构符合制造和安装工艺。对于车身附件工程师来说安装结构的确定无疑是最重要的，所以在与设计公司及供应商确定机构时必须要仔细考虑制造，安装，喷涂，等众多的因素，除此之外还要考虑相关的法规要求以及标准。 保险杠材料的选择是实现其功能的首要条件。一般采用PP+EPDM(PE)+TD的材料，使保险杠具有一定的弹性，可以吸收部分碰撞能量。 2．1保险杠的开发周期 2.2保险杠的材料及结构 车型1 前、后保险杠的材料选用PP+ PE，其中PE使保险杠具有一定的弹性，保险杠结构分为内外两层，本体＋缓冲器，缓冲器用热板焊接到本体上。缓冲器采用蜂窝状结构，使保险杠的缓冲性能发挥到极限。 车型2 前、后保险杠的材料选用PP+ EPDM+T15，其中EPDM使保险杠具有一定的弹性，保险杠结构分为内外两层，本体＋缓冲器，车型2考虑到成本，缓冲器结构相当简单，性能上相对于车型1的要差些。 车型3 前、后保险杠的材料选用PP+ EPDM+T10，其中EPDM使保险杠具有一定的弹性，保险杠结构分为内外两层，本体＋缓冲器，缓冲器用卡扣联接到本体上。前保险杠缓冲器采用中空状结构，材料为GMT，强度很好，有很好的缓冲性能，但价格昂贵。后保险杠缓冲器也采用中空状结构，材料为PC+PBT，强度很好，但保险杠的缓冲性能相对来说不如车型1。
橡塑产品配方设计 一、产品：PP汽车保险杠 二、配方组成（质量份）： 原料质量份成份价格PP（T30S）100 树脂原料12150元/t POE（8200）20 增韧剂17100元/t 碳酸钙12 填充剂560元/t 抗氧剂1010 1.3 抗氧剂44800元/t 双马来酰亚胺0.8 交联剂54000元/t PE蜡 2 润滑剂7783元/t 三、设计思路： 聚丙烯（PP）具有良好的综合力学性能,耐热性，耐化学药品性，绝缘性，加工性能和较低的密度，成本低廉,故其发展速度较快，但是PP本身脆性（尤其是低温脆性）较大，耐光性差、易老化，韧性不好，用于韧性要求较高的产品时必须对PP进行增韧改性。 四、增韧剂： POE（8200）：聚烯烃弹性体(Polyolefin elastomer)，是具有窄相对分子质量分布和均匀的短支链分布的热塑性弹性体。 POE具有较小的内聚能，较高的剪切敏感性，加工时与聚丙烯的相容性好，其表观切变粘度对温度的依赖性与PP接近，对PP增韧效果显著。 POE有着良好的回弹性和柔韧性，且其硬度很低，耐寒性极佳，POE增韧PP后，提高PP的常温和低温下的冲击强度，带给材料良好的综合性能。 POE分子结构与三元乙丙橡胶(EPDM)相似，因此POE也会具有耐老化、耐臭氧、耐化学介质等优异性能，通过对POE 进行交联，材料的耐热温度被提
高，永久变形减小，拉伸强度、撕裂强度等主要力学性能都有很大程度的提高。 五、填充剂 碳酸钙CaCO3:无毒、无臭、无刺激性，通常为白色。碳酸钙在塑料制品中能起到一种骨架作用对塑料制品尺寸的稳定性有很大作用，能提高制品的硬度，还可以提高制品的表面光泽和表面平整性。在一般塑料制品中添加碳酸钙耐热性可以提高，由于碳酸钙白度在90%以上，还可以取代昂贵的白色颜料起到一定的增白作用。 六、抗氧剂 抗氧剂1010：四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯。白色结晶粉末，化学性状稳定，可溶于苯、丙酮、氯仿，微溶于乙醇，不溶于水。熔点110.0～125.0℃，含量≥98.0%，密度1.15。 1、抗氧剂1010对聚丙烯、聚乙烯有卓越的抗氧化性能。可有效地延长制品的使用期限。 2、抗氧剂1010挥发性小，不易迁移，耐抽出性好、热稳定性高、持效性长，不着色，不污染、无毒，与大多数聚合物具有很好的相容性。 3、抗氧剂1010能有效地防止聚合物材料在长期老化过程中的热氧化降解，同时也是一种高效的加工稳定剂，能改善聚合物材料在高温加工条件下的耐变色性。 七、交联剂 双马来酰亚胺：(简称BMI)，通式：是以马来酰亚胺(MI)为活性端基的双官能团化合物，以其优异的耐热性、电绝缘性、透波性、耐辐射、阻燃性，良好的力学性能和尺寸稳定性，成型工艺类似于环氧树脂等特点，被广泛应用于航空、航天、机械、电子等工业领域中，先进复合材料的树脂基体、耐高温绝缘材料和胶粘剂等。
汽车前保险杠结构设计及优化 本文介绍了汽车保险杠的设计，保险杠本体的结构设计要点，以及保险杠本体的结构设计优化，以供参考。 标签：汽车；保险杠；优化设计 如今，除了保持保险杠原有的保护功能外，它还追求与体型的和谐统一，追求自身的轻量化，为了达到这个目的，汽车的前保险杠和后保险杠目前都采用工程塑料，通俗叫法为塑料保险杠，除了外观，风格必须匹配，它还必须满足各种职能和法律法规的要求。各种功能部件和保险杠附件的位置必须符合车辆总体布局和人机工程学的要求。 1保险杠概述 保险杠是一种被动安全装置，是汽车的安全保护装置之一，它在避免刮痕（当速度较低时）或减少影响（当速度较高时）中发挥作用，具有一定的强度、刚性和装饰性。随着汽车行业的不断发展和行人保护要求的提高，保险杠的设计要求也越来越高。 保险杠主要功能包括：①车辆保护功能；②行人保护功能；③为冷却系统提供换气通道；④装置功能；⑤外观装饰功能。 2汽车保险杠的结构设计 保险杠本身是汽车上最大的塑料件，同时，车体的形状、气动特性及相关法规也会对保险杠的设计产生影响，在保险杠的形状设计上，要使其成为车身的一部分，与车身其他部分的线条应该形成一种连续性的感觉，不应该脱离整体。一般情况下，保险杠总成有许多子部件，如：散热器格栅、雾灯、装饰板、雷达探头等；另一方面，在保险杠的装配过程中，其周边相关部件也会对其产生重要影响，如：翼子板、发动机罩、前大灯、尾灯等。因此，保险杠的结构设计具有严格的外部约束和复杂的内部结构匹配关系。 2.1保险杠本体的结构设计要点 首先要考虑安装点布局如何以前杆为例，其安装关系主要是在散热器横梁、翼子板等周边部位。对于不同的车辆，虽然保险杠形式不同，但安装点的布置和安装方式大致相同，即控制所有空间自由度，使其安装可靠。其次，必须考虑与翼子板间隙面差的差异，前保险杠与翼子板的连接主要通过支架实现。目前，塑料支架是较为常见的形式，材料主要为POM或PA +30GF（国内普遍使用POM）；此外，在结构设计阶段还应明确与其他相关部件的间隙面差等问题，合理的连接关系可以避免后期装配质量问题。最后，避免隔断线的渗漏，特别是在与翼子板的连接上。
前后保险杠设计要点 1：法规 （1）牌照板安装法规 法规：GB15741-1995 汽车和挂车号牌板(架)及其位置 主要内容:前牌照板上的号牌应该垂直或近似垂直于车辆的纵向对称平面,前号牌中点不得处于车辆纵向对称平面的左方,前号牌架不超出车辆前端右边缘. 安装于前号牌板上的号牌应该基本垂直于水平面,前号牌正面允许后仰角不大于15度. 后牌照位置: 安装于后牌照板上的号牌应该垂直或近似垂直于车辆纵向对称平面,后牌照的中点不得处于车辆纵向对称平面的右方,后牌照及号牌架不得超出车辆后端左边缘 GA36:中华人民共和国机动车号牌 大型车：前：440×140后：440×220 挂车：440×220 小型车牌大小：440×140 （2）拖钩盖板法规 1：拖钩为什么不能安装在中间？ 因为拖钩是装在车架纵梁上，而纵梁是分列两边的。纵梁受力情况要比横梁强很多，还可避免车架变形。前后拖钩肯定放在同一根纵梁上，使前后受力在一条线上，免得车架变形。2：拖钩为什么放在右边？ 因为靠右行驶，车辆发生沉陷右侧多于左侧。另一个原因是被牵引行走时可向左偏移，便于前后驾驶员相互观察。 （3）雾灯法规（配光面） （4）外部凸出物 法规：GB11566-2009乘用车外部凸出物 ECE-R26-2007外部凸出物 外部凸出物适用于高于底线，不高于1.8m的零部件。车身外表面凸出零件的圆角半径不小于2.5mm. 在工作状态下，不能被直径为100mm的球体所接触的零部件，不适用该法规。 格栅：当间隙宽度在25-40mm之间，圆角半径不小于1mm，间隙宽度小于等于25mm,圆角半径不小于0.5mm。 主要内容：车身外表面凸出零件的圆角半径不应小于2.5mm。 （不适用外表面凸出车身1.5mm的零件及外表面1.5mm以上，5mm以下但零件朝外的部分是圆滑的零件） 车身轮廓线与前保险杠或后保险杠曲线的垂直投影相重合，在距车辆前向（后保是后向）的车身轮廓线内测20mm和车身外轮廓线以及其与车辆垂直纵向对称平面成15度夹角的两垂直平面相切的法线围城的区域，所有点组成的表面圆角半径不应小于5mm,其他情况下不小于2.5mm.
保险杠系统开发设计指南
前言 随着社会不断发展，人类安全意识的不断完善，试验条件的不断提升，世界各国对保险杠技术条件及行人保护要求的提高，因此对保险杠的性能要求逾严格。 保险杠是重要的外观件安全件。保险杠在碰撞时充分吸收能量，保护车辆的功能件能正常工作，行人碰撞时，降低对人体的伤害程度。本章主要介绍：保险杠的发展，分类，主要功能，在设计中应满足的国标和欧标法规要求，功能要求，安装，拆装方便性；保险杠常见结构，选材要求；工艺合理性，间隙分析，常见的失效模式等。 汽车保险杠对于汽车来讲不仅起到装饰作用更起到保护作用，从安全角度讲，汽车发生碰撞事故时能起到缓冲作用，保护前后车体；从外观上看，保险杠设计风格体现着各个公司的家族特点，给顾客第一购车吸引点；从结构布置上看，保险杠直接决定着整车性能，包括接近角、离去角、大灯高度、尺寸等设计参数。随着汽车行业的不断发展，世界各国对保险杠技术条件要求越来越高，因此对保险杠的性能要求越来越严格。一些新的设计理念不断融合到保险杠的设计之中。文中主要对保险杠设计中涉及的法规要求及结构配合进行分析。
目录 1保险杠系统简要说明 (1) 1.1保险杠系统的发展 (1) 1.2汽车保险杠的种类 (1) 1.3保险杠的主要功能 (1) 1.3.1车辆行人保护功能 (1) 1.3.2装置功能 (1) 1.3.3为车辆冷却系统提供换气通道 (1) 1.3.4外观装饰功能 (1) 1.3.5提高空气动力特性 (1) 2保险杠系统开发设计流程 (2) 2.1保险杠开发流程图 (2) 2.2保险杠开发流程详解 (2) 2.2.1CLASS面评审 (2) 2.2.2构断面设计 (2) 2.2.3构断面评审及确认 (2) 2.2.4A面发布 (2) 2.2.5总成BOM表确认 (2) 2.2.6结构设计第一阶段 (3) 2.2.7CAE分析 (3) 2.2.8具方案分析 (3) 2.2.9构设计第二阶段 (3) 2.2.10尺寸链计算 (3) 2.2.11CAE分析 (3) 2.2.12快速样件制作 (3) 2.2.13构设计最终阶段 (3) 2.2.142D图纸的设计 (3) 2.2.153D数据、2D图纸提交并发布 (3) 3保险杠系统设计可行性分析 (4) 3.1间隙与面差定义DTS (4) 3.2保险杠系统相关法规简介 (4) 3.2.1低速碰撞法规 (5) 3.2.2行人保护法规 (5) 3.2.3外部突出物法规 (5) 3.2.4关于牌照法规 (5) 3.3总布置可行性分析 (5) 3.3.1低速碰撞总布置分析 (5) 3.3.2行人保护总布置分析 (5) 3.3.3外部突出物可行性分析 (5) 3.3.4牌照布置分析 (5) 3.3.5格栅进气面积参考 (5) 4保险杠系统设计法规具体要求 (6)
保险杠设计规范
保险杠设计规范 1 范围 本标准规定了保险杠技术规范. 本标准适用于的产品开发. 2规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的.凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件.凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件. GB/T 1033.1-2008 塑料非泡沫塑料密度的测定第1部分 浸渍法、液体比重瓶法和滴定法 GB/T 1036-2008 塑料-30℃~30℃线膨胀系数的测定 石英膨胀计法 GB/T 1040.2-2006 塑料拉伸性能的测定第2部分： 模塑和挤塑塑料的试验条件 GB/T 1643.2-2004 塑料负荷变形温度的测定第2部分： 塑料、硬橡胶和长纤维增强复合材料 GB/T 1843-2008 塑料悬臂梁冲击强度的测定 GB/T 9341-2008 塑料弯曲性能的测定 GB/T 9342-1988 塑料洛氏硬度试验方法 GB 11566-2009 轿车外部凸出物 GB 15741-1995 汽车和挂车号牌板(架)及其位置 GB 17354-1998 汽车前、后端保护装置 QC/T487-1999 汽车保险杠的位置尺寸 Q/KG 03205-2010 塑料外饰件油漆技术条件 ECE R26 外部凸出物（ECE R联合国欧洲经济委员会） 3 术语 保险杠：载货汽车和座位数≤20 或车长≤6m 的载客汽车在发生低速正、斜向碰撞时，减轻人员伤亡程度及汽车损坏程度的前后保护装置。 4 目标性能 4.1 在发生接触和轻度碰撞时，能保护车辆，使之不会发生严重损伤。法规要求汽车的前后端保护装置，要保证车辆在发生4km/h 的轻度碰撞时，不会导致车辆的严重损伤。另外，前、后保险杠在保护车辆，减少车辆损伤的同时，还要保护行人，减少行人在碰撞发生时所受的伤害。