低速碰撞中保险杠吸能盒的结构优化

汽车吸能盒的结构改进与仿真分析张鑫;赵晓昱【摘要】为了提高汽车的被动安全,并实现轻量化设计,基于LS-DYNA和HyperWorks软件建立了吸能盒的仿真模型,并进行了模拟仿真.首先分析了相同尺寸的钢制和铝制两种材料吸能盒的吸能特性,然后在材料成本相同时,对吸能盒的壳体结构进行改进,最后将仿真结果与理论结果进行对比.分析结果可知:在碰撞工况相同时,铝制吸能盒的比吸能是钢制吸能盒的2.8倍,同时重量减轻63％.对铝制吸能盒内壁结构进行改进,得到了一种综合指标较好的\"目\"字形吸能盒结构.【期刊名称】《农业装备与车辆工程》【年(卷),期】2019(057)007【总页数】5页(P21-24,28)【关键词】被动安全;吸能盒;低速碰撞;轻量化【作者】张鑫;赵晓昱【作者单位】201620 上海市上海工程技术大学汽车工程学院;201620 上海市上海工程技术大学汽车工程学院【正文语种】中文【中图分类】U467.30 引言汽车的安全性和轻量化一直是研究的重点。

汽车轻量化必须以汽车的安全性为前提，实现轻量化的重要手段之一便是开发铝合金材料的零部件。

汽车碰撞安全事故中，汽车正面低速碰撞发生的次数最多[1]。

吸能盒安装在汽车前纵梁(或后纵梁)与保险杠横梁之间，是汽车主要的缓冲吸能装置，也是汽车最重要的安全件之一。

其原理是，通过吸能盒的压溃变形将碰撞产生的动能变为壳体自身的内能，吸收由于汽车碰撞产生的能量，降低碰撞对乘客和车体的伤害[2]。

设计出一种质量、吸能效果好的吸能盒是研究的重点。

本文以某款汽车的钢制吸能盒为研究对象，使用LS-DYNA和HyperWorks有限元仿真软件建立此款汽车吸能盒的碰撞仿真模型，改进原吸能盒的材料并对其进行吸能特性研究，然后按照吸能盒设计原则，对轻量化后的吸能盒进行内部结构改进设计，用计算机进行仿真实验。

根据评价指标，对几种不同内壁的吸能盒进行分析，得出最优结果。

基于碰撞吸能的小型电动车吸能盒形状设计作者：薛海涛来源：《企业科技与发展》2021年第11期【关键词】碰撞表现;吸能盒;仿真分析【中图分类号】U469.72 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2021）11-0060-03小型电动汽车的安全性能和轻量化性能是人们关注的重点，电动车受续航里程的影响对轻量化程度要求比较高。

小型电动汽车的轻量化水平必须以汽车的安全性能为前提。

吸能盒在小型电动汽车的碰撞安全系统中扮演着重要的角色，是小型电动汽车的主要压溃吸能装置，具备良好能量吸收能力的吸能盒是工程开发的重点。

本文从工程实际出发，通过对不同吸能盒的截面形状进行碰撞分析，挑选出能量吸收能力和轻量化水平较高的吸能盒设计。

1 吸能盒介绍在所有的汽车安全碰撞事故中，汽车前碰撞比例最高，达到1/3左右[1]。

保险杠系统作为前碰撞的主要受冲击部位，吸收了大量的碰撞能量，其在乘员安全保护中发挥了重要的作用。

汽车吸能盒作为保险杠系统的重要组成部件，已经成为保护前纵梁和车内乘客安全的研究重点，它位于汽车防撞梁和前纵梁之间，位置如图1所示。

因此，对吸能盒进行合理设计能够有效提升汽车的被动安全性能，对保护乘员安全具有重要的意义。

2 吸能盒的有限元建模本文利用有限元方法对某小型电动汽车的吸能盒进行分析设计。

有限元方法是一种集合力学、计算机与数学的工具方法，能够利用数学逼近的方法对物理进行模拟分析，可以解决流体、机械与热传递等广阔的工程问题。

在现今的汽车行业，已经普遍使用有限元手段进行结构的分析，从而为车型的开发提供参考[2]。

图2为某小型电动车的吸能盒，其长、宽、高分别为118 mm×118 mm×160 mm。

利用HyperMesh软件对其进行有限元建模，材料为铝合金AA6063-T6，其主要参数如下：弹性模量为73 GPa，密度为2 700 kg/m3，泊松比为0.3，在整个有限元模型中，均利用Belytschko-Tsay单元进行网格划分，其厚度方向包含5个积分点。

基于三维多胞结构的汽车吸能盒优化设计杨星;于野;张伟;侯文彬【摘要】为改善汽车吸能盒在低速碰撞情况下的力学表现,将一种新型具有负泊松比效应的多胞结构设计为汽车前纵梁的吸能盒.通过对新型负泊松比多胞结构形状参数的研究,确立了多胞结构中特定的元胞几何参数及元胞层数作为优化变量,结构质量以及所吸收的能量作为优化目标.首先通过最优拉丁超立方的方法在变量空间内进行样本点的选取并采用ABAQUS进行有限元仿真计算,然后由Isight软件根据样本点的计算结果对优化变量与优化目标建立三阶响应面模型,最终采用NCGA 对响应面模型进行优化.将优化结果进行RCAR(Research Council for Automobile Repairs)标准模型仿真计算,结果验证了这一新型负泊松比吸能盒可以在较小的质量下满足RCAR低速碰撞标准.%A crash box for automobile front rail is designed with a new negative Poisson's ratio cellular structure to improve the mechanical performance of crash box in the low-speed crash. Through the research on the shape parameters of that structure,the specific geometry parameters and the layer number of the structure are set as the optimal variables,while the structure mass and energy absorbed are set as the optimal objects.At first,the sample points are selected in the variable space with optimal Latin hypercube design method and the finite element models made by those sample points are calculated by ABAQUS.Then,the cubic response surface model of optimal variables and optimal objects is established by Isight according to the calculation results of sample points.At last, the structure is optimized through the response surface model with NCGA.The optimal structure is tested throughRCAR(Research Council for Automobile Repairs)standard model,and the result of the test proves that it can meet the RCAR request in the low-speed crash with smaller mass.【期刊名称】《大连理工大学学报》【年(卷),期】2017(057)004【总页数】6页(P331-336)【关键词】负泊松比;吸能盒;多胞结构;RCAR标准;响应面法【作者】杨星;于野;张伟;侯文彬【作者单位】大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室,辽宁大连 116024;大连理工大学汽车工程学院,辽宁大连 116024;大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室,辽宁大连 116024;大连理工大学汽车工程学院,辽宁大连116024;大连理工大学机械工程学院,辽宁大连 116024;大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室,辽宁大连 116024;大连理工大学汽车工程学院,辽宁大连116024【正文语种】中文【中图分类】TB330.1当汽车发生低速碰撞时，吸能盒作为汽车前纵梁的重要组成部分对于降低车辆损失起着至关重要的作用．目前，汽车吸能盒普遍采用薄壁梁结构，研究者们也对其结构、截面形状、诱导槽设置等做了大量的研究以提高吸能盒的抗撞性能[1-4]．随着汽车轻量化水平的提高，新型材料的应用为这一问题提供了良好的解决办法．如Kim等将铝和碳纤维材料应用于吸能盒中以研究吸能盒在受到轴向荷载情况下的力学表现[5]．在众多材料中多胞结构以其质量轻、比吸能高的优点受到越来越多研究者的青睐，如采用泡沫铝作为吸能盒填充材料以提高吸能盒性能[6]．其中具有负泊松比效应的多胞结构在改善传统蜂窝结构平台区反力波动大、平台区反力逐渐降低等方面拥有更大的潜力．近年来，负泊松比结构无论是其力学性能还是其拓扑形状都有了较多研究[7]．张伟等将一种新型负泊松比多胞结构应用于汽车吸能盒，与薄壁梁结构相比，它可以保证在较小的峰值反力下，实现稳定增强的平台反力[8]．本文通过对结构几何参数的优化，建立一种新型负泊松比吸能盒以提高吸能盒在低速碰撞情况下的力学表现．新型负泊松比吸能盒如图1所示，吸能盒整体结构由多个三维元胞排列组合形成，其中每个元胞的参数如图2所示．图2中L和M分别是元胞长短胞壁的长度，H是元胞的高度，N=βL是元胞水平胞壁的长度，φ和θ分别是元胞长短胞壁与元胞轴线的夹角，TL和TM分别表示元胞长短胞壁的厚度，且图2中垂直于单胞结构XY平面方向厚度为TL，TL=αL，TM=αM，α和β分别被定义为厚度系数和长度系数，根据结构参数得到K=M/L为胞壁比例系数．值得注意的是，为了满足结构的负泊松比特性，即当结构在受到压缩荷载的情况下其横向发生收缩变形，θ一定大于φ，且当元胞长短胞壁长度及φ和K为定值时，H和θ也同时被确定．本文通过UG将α、β、φ、K、L以及元胞层数n参数化来建立多胞结构参数化模型，通过改变以上参数来改变吸能盒整体结构．由于铝合金具有质量轻、刚度大的特点，本文材料选用7075铝合金，密度为2.81×103 kg/m3，弹性模量为71 GPa，泊松比为0.31，屈服极限为455 MPa.图3所示为新型负泊松比吸能盒在受到轴向压缩荷载情况下的应力-应变曲线，可人为地将应力-应变曲线分为4个区域，分别为弹性区、平台区、平台应力增强区以及密实化区．由结构应力-应变曲线可看出，结构初始应力峰值较高且与平台区应力有较大的落差，主要是因为当结构受到撞击时，结构中每一层单胞由L边受压，M边受拉；随着结构进入塑性变形阶段，L边会发生塑性弯曲，从而使得结构刚度迅速下降，随即逐层坍塌，如图4为结构在不同时刻所对应的变形图．结构吸收能量主要在塑性变形阶段，且弹性阶段时间很短，只要保证应力峰值低于某一标准值即可．由于本文中新型负泊松比吸能盒吸收能量主要发生在平台区及平台应力增强区，在进入密实化区后能量吸收很少，但是碰撞反力会急剧升高．因此新型负泊松比吸能盒应该在发生密实化之前吸收足够的能量，来避免碰撞反力的急剧升高为保证模型计算准确，将模型中每一单胞(图5)网格数量设置为76，其中L边设置为10，M边设置为5，N边设置为4．根据模型层数的不同模型单元总数有所变化，且模型上下平板设置为离散刚体．模型单元采用B31梁单元模型，材料模型选择理想弹塑性模型．为了得到此结构能够吸收的最大能量，同时得到模型在碰撞过程中的最大峰值反力，优化过程的碰撞模型采用定速碰撞，用以控制碰撞距离．结构密实化时其应变为εd，为避免模型进入密实化区造成峰值反力急速增加，本文设置的碰撞应变为εd-0.1，则冲击距离为(εd-0.1)h，h为吸能盒整体高度，冲击模型如图6所示．负泊松比多胞结构密实化应变即等于孔隙率1-ρrd，其中ρrd为相对密度．相对密度指结构材料所占体积与结构整体所围成的体积的比值，由于本结构是由每一个单胞结构组合而成，因此其整体相对密度等于每一单胞相对密度．张伟[9] 已对本结构相对密度进行过详细阐述，故本文中不再对其公式进行详细推导．ρrd,2D=本文中的多胞结构较为复杂，非线性度较高，为此计算时间较长．为减少计算时间，提高效率，本文引入响应面方法．首先，为使因子与响应之间的拟合更加精确，本文依据最优拉丁超立方方法在模型设计区间内选取60个样本点．依据上述样本点建立三阶响应面模型，为提高模型的精确度和质量，Isight软件以残差平方和Rss最小作为目标，进行项的最佳选择．残差平方和公式表示如下：对于响应面模型进行可信度分析，本文采用误差方根R2来衡量响应面模型与样本点项符合的程度，其公式如下：通过上述建立的响应面模型并采用NCGA(neighborhood cultivation genetic algorithm)对模型进行多目标的优化．由于负泊松比多胞结构相对密度对其力学性能起着决定性作用，而其相对密度又随着其几何参数的变化而变化，因此几何参数决定着其能量吸收能力E及质量m．为此将此结构所能吸收的能量及质量作为优化目标，几何参数作为变量，几何参数如图2所示．同时模型下板冲击反力Fr 及模型高度h作为此次优化的约束条件，数学模型为min (m,1/E) s.t. 0.01≤α≤0.20, 0.1≤β≤0.3，4≤n≤9, 10°≤φ≤20°, sinφ≤K≤0.5，20 mm≤L≤40 mm, Fr≤180 kN, h≤160 mm本文采用Isight软件集成UG、Hypermesh、ABAQUS对新型负泊松比吸能盒进行优化，优化流程如图7所示．由于对样本点进行计算时所集成的软件较多，且两两之间有较多的中间参数进行传递，因此在建立模型时应使得模型中间变量尽可能少，以降低数值传递错误的概率．由于本文采用响应面模型进行优化，后期优化过程速度非常快，整个优化流程主要是样本点计算的时间较长．为减少这段时间，应使模型每个单胞单元数量确定，且在ABAQUS自动生成模型时应采用以元素的实际索引号作为对象的索引方式．本文优化采用遗传算法NCGA，种群数量设置为50，经过100次迭代并选取最优解，优化结果如表1所示．经过定速冲击模型验证得到Fr=175 kN，E=12 000 J，m=0.877 kg.吸能盒主要作用在于当车辆发生低速碰撞后降低车辆维修成本，目前国际上主要应用RCAR(Research Council for Automobile Repairs)标准来对汽车低速碰撞安全性进行评级，确定车辆的保险等级．RCAR要求当汽车以15 km/h的速度进行40%偏置碰撞时，汽车的空调等部件不会被破坏、前纵梁等结构件不会发生塑性变形，通常用吸能盒吸收总能量、碰撞最大反力等参数标识[10] ．本文以某车为例，其质量为1.25 t，所允许的最大碰撞反力Fr为180kN[11] ．为了保证车辆设计要求，吸能盒高度h应不大于160 mm．根据RCAR 标准建立简化模型如图8所示，结构下端采用固定约束，上端刚性墙以15 km/h的初始速度对结构进行碰撞模拟，并赋予上端刚性墙1.25 t 的质量,冲击时间设为t=50 ms．根据上述优化结果建立梁单元负泊松比吸能盒模型，并进行图8的有限元仿真．当刚性墙与负泊松比多胞结构发生自由冲击时，其变形如图9所示，模型首先从第3层开始坍塌，随后逐层坍塌直至碰撞结束．模型所消耗的能量如图10所示，最终消耗能量为10 800 J，约等于结构初始动能，即结构模型初始动能全部被负泊松比多胞结构所消耗，达到了吸收能量的要求．同时模型最大反力发生在初始时刻如图11所示，最大反力为175 kN，小于车辆所能承受的最大反力180 kN，且吸能盒质量由原来的1 kg降低到0.877 kg，比吸能约为11 402.509 J/kg，增加了14.025%.本文将一种新型负泊松比多胞结构用于构建汽车吸能盒，并通过响应面函数及NCGA遗传算法对其结构尺寸进行优化，使其在保证安装尺寸要求的同时满足RCAR标准．计算结果证明了这一结构在汽车吸能盒中的有效性，同时也显示出负泊松比多胞结构特有的平台反力增强区对于整体结构能量吸收的重要意义，这也为将来研究碰撞安全的研究者们提供了一条新的思路．尽管本文中负泊松比吸能盒能够满足RCAR标准，但是其在轻量化方面仍有待于进一步研究和讨论．同时由于本结构较为复杂，以传统制造手段制造较为困难，宜采用金属的3D打印形式进行制造．就目前而言其制造成本较高，且打印效果有较大的不确定性，因此本结构有待后续实验进行进一步验证．SUN Chengzhi, CAO Guangjun, WANG Guangyao. Structural optimization of car bumper crash box for improving low-speed crash performance [J]. Automotive Engineering, 2010, 32(12):1093-1096,1101. (in Chinese) HAO Liang, XU Tao, CUI Jian, et al. Multi-objective optimization for crashworthiness of crash box with parameterized inducing grooves [J]. Journal of Jilin University (Engineering and Technology Edition), 2013,43(1):39-44. (in Chinese)YANG Zhichun, DENG Qingtian. Mechanical property and application of materials and structures with negative Poisson′s ratio [J]. Advances in Mechanics, 2011, 41(3):335-350. (in Chinese)ZHANG Wei, HOU Wenbin, HU Ping. Mechanical properties of new negative Poisson′s ratio crush box with cellular structure in plateau stage. [J]. Acta Materiae Compositae Sinica, 2015, 32(2):534-541. (in Chinese) ZHANG Wei. The study on axial compression properties of three-dimensional negative Poisson′s ratio cellular structure [D]. Dalian:Dalian University of Technology, 2015:17-23. (in Chinese)LIU Yanjie. Study on crashworthiness of automobile energy-absorbing components in low speed collision [D]. Harbin:Harbin Engineering University, 2012:69-74. (in Chinese)。

2021年（第43卷）第5期汽车工程Automotive Engineering2021（Vol.43）No.5梯度负泊松比结构填充吸能盒多工况优化设计*马芳武，王强，梁鸿宇，蒲永锋（吉林大学，汽车仿真与控制国家重点实验室，长春130022）［摘要］汽车碰撞过程中，非理想的斜向碰撞较为普遍。

本文中通过对三维负泊松比点阵结构进行多工况耐撞性研究，发现冲击角度对三维负泊松比点阵结构的耐撞性有较大影响，随着冲击角度的增大，吸能量呈下降趋势。

将梯度负泊松比点阵结构作为填充材料引入吸能盒设计，以吸能盒外壳厚度与内芯3个厚度梯度值为设计变量，最大综合吸能量、最小轴向峰值力和质量为优化目标，质量和设计变量为约束条件，基于多岛遗传算法进行多工况多目标优化设计。

结果表明，在质量和最大峰值力增加不大的条件下，负泊松比结构填充吸能盒的综合吸能量与各冲击角度的耐撞性均得到大幅提升，优化效果显著。

关键词：功能梯度；负泊松比结构；斜向冲击；耐撞性能Multi⁃objective Optimization of Crash Box Filled with Gradient NegativePoisson’s Ratio Structure Under Multiple ConditionsMa Fangwu，Wang Qiang，Liang Hongyu&Pu YongfengJilin University，State Key Laboratory of Automotive Simulation and Control，Changchun130022［Abstract］In the process of vehicle collision，oblique collision is more common.Through crashworthiness study of the three⁃dimensional（3D）negative Poisson’s ratio（NPR）lattice structure under multiple conditions，it is found that the impact angle has a great impact on the crashworthiness of the3D NPR lattice structure.As the im⁃pact angle increases，the energy absorption value is on a downward trend.The gradient NPR lattice structure is se⁃lected as the filling material into the crash box.The wall thickness of the crash box and three gradient thicknesses of inner core are used as design variables.The maximum energy absorption，the minimum peak force，and the mass are adopted as the optimization objectives.The value range of the mass and design variables are regarded as con⁃straints，and multi⁃objective optimization design is carried out under the multiple conditions based on the multi⁃is⁃land genetic algorithm.The results show that under the condition that the mass and the maximum peak force are basi⁃cally the same，the comprehensive energy absorption of the crash box filled with NPR structure and the crashworthi⁃ness in each impact angle have been greatly improved，which means the optimization effect is obvious.Keywords：functional gradient；negative Poisson’s ratio structure；oblique impact；crashworthi⁃ness前言负泊松比结构具有质量轻、比吸能高和耐冲击等特点，同时还具有“拉胀效应”，可以使结构的刚度和强度随着结构的变形而增强，因而被广泛应用于航空航天和汽车等领域［1］。

试论汽车前防撞梁低速碰撞性能分析及优化设计摘要：随着汽车保有量不断增加，城市道路越来越拥堵，这种现象下汽车行驶速度会减慢，低速碰撞就成为城市交通事故当中最主要的类型。

发生低速碰撞之后前端的防撞梁对汽车重要零部件起到很好的保护作用，因此防撞梁碰撞安全性能一直是汽车被动安全领域内被研究的重点方向。

关键词：汽车；防撞梁1 低速碰撞法规与防撞梁性能评价汽车防撞梁的评价指标主要有防撞梁系统总吸能、碰撞力、碰撞器侵入量。

其中，防撞梁系统总吸能是指汽车在低速碰撞当中，防撞梁是主要吸能部件，应该尽可能吸收更多能量，减少发生碰撞传递到车身上的碰撞能量。

防撞梁系统碰撞力可以表示为防撞梁、碰撞器两者之间的相互作用力。

防撞梁系统碰撞力越来越小，传递到车身上的作用力就会越来越小，对车内部乘客、汽车零部件产生的危害也就越来越小，汽车的碰撞性能也就越小；汽车碰撞器侵入量：防撞梁系统后面安置了散热器与发动机等重要设备，因此防撞梁系统被撞击产生的力度必须小于许可量。

在实际实验过程中如果是整车实验、零部件碰撞实验等成本都比较高；如果车辆防撞梁抗弯强度不足，就无法满足碰撞实验要求。

2 防撞梁碰撞安全性能分析2.1 材料力学性能参数本次研究使用拉伸实验来获取防撞梁材料力学性能参数，建立起防撞梁三点压弯有限元校验防撞梁的抗弯性能，同时验证校正模型建立起有限元模型，从而验证模型。

利用该建模方式来建立汽车防撞梁低速碰撞有限元模型，计算基于ECE-R42法规、CFVSS215法规，验证设计是否满足要求。

为获取防撞梁材料力学性能参数，使用WDW-100D 微机控制电子试验机进行金属材料的拉伸实验。

实验使用材料为AA6082-T6 铝合金，科研用在制作横梁、连接板，以及AA6063-T4 铝合金，可以用来制作吸能盒。

首先制作金属材料用来进行拉伸实验，实验标准以GB/T16865-2013为基准[1]。

表1 碰撞工况分析2.2 防撞梁抗弯强度为保证设计开发效率必须要节约实验成本，首先应该对防撞梁系统的抗弯强度进行校核，通过防撞梁三点压弯实验来验证设计强度是否满足标准，之后再次进行碰撞实验。

汽车用铝合金吸能盒结构优化设计汽车用铝合金吸能盒结构优化设计随着科技的不断发展，汽车的性能和安全性越来越受到人们的关注。

其中，吸能盒作为保护汽车乘客的重要部件，其结构设计的合理性和安全性至关重要。

为此，本文着重探讨了汽车用铝合金吸能盒结构的优化设计。

一、吸能盒的功能及特点吸能盒是汽车的一种重要的结构性部件，主要的作用是在车辆遭受碰撞时吸收碰撞的能量，从而减轻车辆的撞击力，保障车内乘客的安全。

吸能盒一般由铝合金和钢材等强度高、重量轻的材料制成，具有质量轻、刚度高、抗腐蚀性强等特点。

二、结构优化设计的必要性在吸能盒的结构设计中，优化设计是非常必要的。

一方面，合理的吸能盒结构设计可以提高吸能盒的吸能能力，有效地保障乘客的生命安全。

另一方面，优化设计可以减轻吸能盒的重量，提高车辆的动态性能和操控性能。

因此，结构优化设计是吸能盒设计的重中之重。

三、优化设计的需求与挑战铝合金吸能盒的优化设计面临着许多挑战和需求。

首先，铝合金材料的力学性能与钢材等传统材料不同，其弹塑性能差、塑性变形大，对模具的尺寸精度和工艺要求高。

其次，吸能盒的形状和结构需要满足车辆撞击时的各种角度和速度，需要综合考虑各种因素进行设计。

此外，设计还需要保证吸能盒在制造和装配过程中的可持续性和高效性。

四、吸能盒的设计优化方法铝合金吸能盒的设计优化可以通过以下几种方法实现：1. 基于仿真的优化设计利用计算机仿真技术，将吸能盒的形状和结构放入计算机模拟软件中，通过计算机得出不同结构的吸能盒的吸能能力、重量和成本等性能指标，并进行排除。

2. 设计参数的优化在吸能盒的设计中，需要对各种参数进行优化，比如吸能盒的形状、板厚、材料的选择和安装的位置等，以最大限度地提高吸能盒的吸能能力和保证乘客的生命安全。

3. 先进制造技术的应用采用先进的制造技术和工艺，例如铝型材挤压、3D打印和超声波焊接等，可以有效地弥补铝合金材料的弱势，减少材料的浪费和成本，提高吸能盒制造的效率和质量。

低速碰撞下防撞梁的冲击响应分析作者：丛艳军张爱法娄磊顾海明刘委坤来源：《时代汽车》2024年第10期摘要：低速碰撞工况下防撞梁冲击响应的分析对于改善汽车防撞梁的安全性能具有重要意义。

文章以某款汽车防撞梁为研究对象，对其开展了落锤试验，从碰撞力、侵入量以及吸能特性等几个方面对试验结果进行分析。

结果发现该防撞梁至少吸收了六成的能量，且未发生断裂，能够起到较好的吸能作用。

此外，还总结了性能参数之间的影响规律，即侵入量增加，碰撞力增加，能量增加；侵入量减小，碰撞力减小，能量减小，为后期防撞梁系统的设计与改进提供一定的数据指导。

关键词：低速碰撞防撞梁冲击响应性能参数1 引言我国的机动车保有量逐年上升，随之而来的汽车碰撞安全问题不容忽视，持续改善车辆安全性能已经成为整个行业发展的重中之重。

防撞梁，作为汽车车身结构的关键部分，对于乘员和行人而言，在车辆发生低速碰撞时扮演着极其重要的角色。

一方面，可以吸收部分撞击能量，弱化对车身结构的冲击，从而起到保护人员的作用。

另一方面，在事故发生后，一定程度上还能够降低车辆维修花费的成本。

由此可见，分析防撞梁在低速碰撞下的冲击响应对于提升汽车被动安全性能的重要性不言而喻。

然而目前，国内外现有的研究大多是围绕整车开展，针对部件级防撞梁的研究较少。

因此，本文基于对相关参考文献、低速碰撞规程以及企业的防撞梁设计流程的阅读，将碰撞力、侵入量以及吸能特性，定义为主要影响部件级防撞梁低速碰撞性能的三个参数[1]。

并以某款汽车防撞梁为研究对象，开展了落锤动态试验。

通过对试验结果的分析，总结出各性能参数之间的影响规律，为企业防撞梁的设计与改进提供一定的试验数据参考，具有工程开发意义。

2 试验概况简述2.1 测试设备本文所用到的测试设备主要包括跌落塔装置、车载碰撞试验数据采集仪、加速度传感器以及六轴力传感器等。

其中，跌落塔装置如图1所示，主要是由基座、转接板、制具、龙门架、直线导轨、激光测距传感器、举升托盘、滑块、制动器以及落锤结构几部分组成。

Assessment Targets Establishing and Application in RCAR Low Speed Crash ZENG Wei1, DU Hanbin1, WANG Dazhi1, TANG Xiaodong1, HAN Xu2(1.Technical Center, SAIC Motor Passenger Vehicle Company, Shanghai, 201804, China; 2.State Key Laboratory of Advanced Design and Manufacturing forVehicle Body, Hunan University, Changsha, 410082, China)Abstract:RCAR low speed crash test, often called the damageability test, was adopted for insurance group rating in many EU countries. In this paper, the CAE assessment targets of RCAR low speed crash test are established based on the objects of RCAR insurance crash test procedure: all of the damage should be restricted to low cost, easily replaceable components. As a case study, a front low speed crash simulation analysis using the CAE assessment targets is presented. After correlating to physical test, the simulation model is used to optimize and improve the related front structure of the vehicle, for example, the crush-can matching to front longitudinal and risk reducing of the cooling pack.Keywords: low speed crash, RCAR, CAE, optimization designRCAR低速碰撞评价指标的CAE构建及应用曾伟1，杜汉斌1，王大志1，汤晓东1，韩旭2（1.上海汽车集团乘用车公司技术中心，上海 201804；2.湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室，湖南长沙 410082）摘要：低速碰撞RCAR相关测试是欧盟各国汽车保险评级的主要依据，基于RCAR低速碰撞试验规程的试验方法与评价方式，文中提出了RCAR低速碰撞的CAE评价目标与具体指标。