・试验研究・ 汽车工艺与材料
ＡＵＴｏＭｏＢＩＬＥ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ＆ＭＡＴＥＲＩＡＬ
文章编号：１００３—８８１７（２００６ Ｊ０８—００１５—０５
车身用钢板的抗碰撞性能
姚贵升
（中国第一汽车集团公司，吉林长春ｌ３ｏ０ｌ１）
摘要：汽车碰撞时其车身能吸收较多的碰撞能量可提高汽车的安全性，这就要求车身钢板在具有优良成形性能的同
时，还要有高的强度和碰撞时吸收能量的性能，这种性能与高应变速度下钢材的性能有关。介绍了不同钢板在高速
应变条件下性能的比较，同时用模拟的方法检验了各种钢板的抗碰撞性能，比较它们碰撞时吸收能量的情况。
关键词：钢板；高速拉伸性能；抗碰撞性能
中图分类号：Ｕ４６３．８２ 文献标识码：Ａ
Ａｎｔｉｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ｐｅｒｆ０ｒｍａｎｃｅ ０ｆ Ｂｏｄｙ Ｓｔｅｅｌ Ｐｌａｔｅ
ＹＡＯ Ｇｕｉ—ｓｈｅｎｇ
（ＦＡＷ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｈｉｎａ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ Ｊｉｌｉｎ １３００１ｌ，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏ ａｂｓｏｒｂ ｍｏｒｅ ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ ｅｎｅｒｇｙ ｂｙ ｔｈｅ ｂｏｄｙ ｉｎ ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ ｃａｎ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｓａｆｅｔｙ ｏｆ ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅｓ．Ｉｔ ｒｅｑｕｉｒｅｓ ｎｏｔ ｏｎｌｙ ｔｈｅ ｂｅｔｔｅｒ ｆｏｒｍａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｈｉｇｈ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｆｏｒ ｂｏｄｙ ｓｔｅｅｌ ｐｌａｔｅｓ，ｂｕｔ ａｌｓｏ ｔｈｅ ｈｉｇｈ ｅｎｅｒｇｙ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｉｎ ａ
ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ．ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｒｅｌａｔｅｄ ｔｏ ｓｔｅｅｌ ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｉｎ ａ ｈｉｇｈ ｓｔｒａｉｎ ｖｅｌｏｃｉｔｙ．Ｔｈｅ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｄｉｆｅｒｅｎｔ ｓｔｅｅｌ ｐｌａｔｅｓ ｕｎｄｅｒ
ｈｉｇｈ ｓｔｒａｉｎ ｖｅｌｏｃｉｔｙ ａｒｅ ｃｏｍｐａｒｅｄ．ａｎｄ ｔｈｅ ａｎｔｉｃｏｌｌｉｓｉｏｎ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓ ｏｆ ｄｉｆｅｒｅｎｔ ｓｔｅｅｌ ｐｌａｔｅｓ ａｒｅ ｅｘａｍｉｎｅｄ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ
某乘用车的车身正面碰撞性能仿真分析
作者：贺路 张琰
来源：《汽车与驾驶维修（维修版）》2021年第11期
中图分类号：U467.14 文献标识码：A
0引言
在正面碰撞研究中，重点考虑的是发动机舱和乘员舱的结构变化。根据车辆碰撞安全性规则，正面碰撞中最好的碰撞结果，是通过发动机舱发生变形来吸收来自碰撞中产生的动能，发动机舱吸能值要超过总能的50%。同时要尽量减少乘员舱的变形，如果在碰撞中对驾乘人员的空间侵入量过大，会对驾乘人员的生存空间造成严重影响，进而威胁到驾乘人员的人生安全。正面刚性壁碰撞中对车辆安全性能的分析，通常会从汽车保险杠的变形分析、汽车前围板的变形分析、汽车前纵梁的变形分析以及A柱在碰撞中变形分析入手。
1正面碰撞模型的建立 建立车辆有限元模型之前，一般会将车辆的三维模型进行预处理，将部分结构进行简化，例如省略一些诸如雨刮器、后视镜等汽车辅助零件，删除一些倒角、倒圆的几何特征。其次，对碰撞后变形较小的零件进行材料上的简化处理。接着把简化处理后的整车几何模型导入Hypermesh软件中，然后根据汽车真实情况分别设置各构件之间的连接方式等参数，对碰撞进行接触设置，对运算结果进行输出控制等。然后利用LS-DYNA求解器对提交过来的最后生成的K文件进行求解处理，再利用Hyperview中读取求解后的文件，以此来获得数据的图像和曲线。最后，利用Hyperview查看仿真结果并针对该次结果进行有关的分析。碰撞模型的建立如图1所示。
2部分结构变形结果分析
2.1A柱变形分析
在正面碰撞中，发动机舱的动能会通过A柱进行传递，继而造成车身变形。因此A柱会更容易发生变形，此变形形式以折弯为主。这样的变形会使驾驶舱内的乘客受伤概率增加、受伤程度加重。同时A柱变形过大的话，会造成驾乘人员无法打开车门逃生或由于腿部挤压无法离开事故现场的情况。因此从保护驾乘人员生命安全的角度出发，对A柱进行折弯变形分析意义重大。图2所示为A柱变形后折弯角度测量图，选取A柱上3个点，可以测量其角度变化。
项目二 车身碰撞损伤的评估
教学提示：汽车碰撞损伤鉴定是汽车定损评估、事故责任判定、事故原因分析的基础，具有很强实践技能，因此，本项目教学要采用理论与实践相结合方法进行教学，用典型案例增加学生的感性认识。本项目的教学重点是汽车碰撞时碰撞力的传递原理；非承载式车身的碰撞损伤特点；承载式车身的碰撞损伤特点；汽车车身测量方法。本章的教学难点是汽车的不同碰撞方式时碰撞力的传递原理；非承载式车身的车架损伤方式；承载式车身的锥体理论；汽车车身测量方法。
教学要求：通过本项目学习掌握汽车碰撞损伤的分类方法；掌握不同碰撞现象时碰撞力的传递原理；掌握承载式车身的结构特征与损伤分析方法；掌握非承载式车身的结构特征与损伤分析方法；掌握汽车车身测量方法。
任务一 诊断汽车的碰撞变形
第一节 车身碰撞损伤分类
汽车事故千奇百怪，事故车的损伤情况也千差万别。汽车碰撞损伤的类别可根据碰撞损伤的程度、行为、现象等因素进行大致分类。
一、按车身碰撞损伤程度分
按碰撞损伤程度不同，通常将汽车碰撞损伤分为一般损伤、严重损伤和汽车报废。
1.一般损伤
一般损伤又称为轻微损伤，是指只需更换或修理少数零
部件，通过喷漆即可修复的损伤。可视为一般损伤的事故现象如下：
1）碰撞处周围产生弯曲变形。
2）碰撞处形成S形波浪状的弯曲变形。
3）碰撞处形成S形包卷状弯曲变形。
4）局部收缩。
5）碰撞处被拉伸。
2.严重损伤
严重损伤是指通过更换、修理和校正较大的车身部件，然后再喷漆修复的损伤。有时甚至需要对损坏的零件进行切割，然后焊接新件。虽然损伤严重，但是修理的费用仍低于换件的费用或是汽车本身的价值。可视为严重损伤的事故如下：
1）车身皱折撕裂。
2）连接件脱落开裂。
3）车架大梁变形。
4）车体、底盘、车架、转向轮定位失准。
3.汽车报废
汽车报废是指碰撞程度十分严重，足够达到全损标准的损伤。全损的标准还没有统一，各保险公司在确定“全损”时都有各自的原则和公式，但大多数公司都考虑下面三种情况：
AUTOMOTIVE TECHNOLOGY I 气车技术
基于车身变形量的正面碰撞波形的分析与优化
韩玉环曾祥义刘志新李向荣
中国汽车技术研究中心天津市300399
摘要：结合样车在碰撞试验中的动态表现，对正面碰撞的加速度曲线进行分析，同时提出判断车身入侵量是否合理
的评价指标。通过对车身前端结构强度的调整，达到优化整车碰撞波形的目的，并使侵入量满足指标要求[1]。
后期借助台车试验对优化后的波形进行验证，使假人的各个伤害值满足正面碰撞法规（GB 11551-2014)的
要求，从而证明优化波形的有效性和正确性。
关键词：车身变形；正面碰撞；波形优化；台车试验
1引言
近年来国内汽车的保有量逐年上升，交
通事故也是呈明显上升态势。正面碰撞是发
生频率最高的交通事故，所以研究正面碰撞
性能显得尤为重要。为了促进汽车正面碰撞
设计和耐撞性的提升，在总结分析汽车碰撞
实验数据的細上，利用LS-DYNA软件模拟
仿真汽车正面碰撞过程，在模型和试验对标
的基础上，把相应的方案在模型中进行体现
'同时以侵入量为优化目标，对更新后的模
型进行验算，达到快速有效开发的目的。
本文以某款微车为研究对象，进行碰撞
模拟仿真，并对正面碰撞的结果进行了研究
分析。在整车平台的开发中，充分考虑碰撞
安全性能，满足消费者日益增长的需求，已
是衡量一个产品是否成功的标准。
2样车碰撞摸底搬
2.1碰撞试验表现
碰撞试验为一微型货车，试验后车门不
能正常开启，前端结构挤压严重。乘员的生
存空间已经无法保障，假人的指标各伤害值
不太理想。驾驶室变形明显，同时车架纵梁
存在弯折，使假人在与驾驶室相对运动过程
中与方向盘接触位置产生偏差，导致假人的
头部伤害指标HP01000,不满足法规要求。
见图1所示。
2.2各关键部位侵入量
目前在整车的碰撞安全性能开发前期都
会为车身耐撞性的开发进行性能指标分解，包括能量分配、传力路径的规划，车身结构
的侵入量等内容。为了降低车型后期开发的
