轿车保险杠行人保护技术分析
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在广汽本田行人碰撞测试现场,记者发现了一台与众不同的雅阁第八代轿车。
为了让大家真实的了解到雅阁第八代轿车所具备的C-NCAP5星+安全水平,在整车安全性上的一些优势,厂家特意安排了一台解剖车出现我们面前,平时的确很难有机会从这样的角度去观察它。
雅阁的全身分布了许多种不同强度的钢材,这些钢材越靠近驾驶舱就越强大,在外层提供了变形吸能之后,乘员舱周围的部分则会为人员提供充足的生存空间。
在撞击时有效将撞击力分散至全车各部位,并以能量吸收材质与多处强化钢梁保护座舱空间。
上图中前保险杠杠铁与后方的大梁形成一个坚固的车架结构以降低低速碰撞中的损失。
而保险杠外层结构又能够在对于行人的碰撞中,提供吸能变形,降低对行人的危害水平。
在汽车与行人的正面碰撞中,发动机罩是车辆与人员接触最多的部分,在本田的全系车型中(包裹高端品牌讴歌),都设计了吸能式发动机罩,在对行人的碰撞中能够降低行人的伤害指数。
除了发动机罩,在雅阁的两侧翼子板与发动机罩铰链连接处也设计了行人保护功能,在发生碰撞时这两个部分可以发生变形以吸收碰撞能量,减轻对行人的伤害。
许多行人碰撞中行人头部或身体大都会与前风挡、前雨刷器发生碰撞,因此本田在这两个部分也进行了行人保护设计。
前风挡下缘在碰撞中会下陷、前雨刷器在碰撞中可以折断变形,以降低对行人的伤害程度。
对于保护乘员舱最为重要的一部分,围绕在乘员舱四周的高强度钢材料会形成一个笼型结构(正如上图所示)。
当车头部分在碰撞发生溃缩变形的时候,乘员舱则必须在吸收撞击力之后尽量少的发生变形,以免影响车内人员的生存空间。
雅阁的后部车体也以高强度钢板铸成,通过这一结构将大大加强车的后方的结构强度,提升乘员舱的安全性。
我们常见的车辆保险杠其实只是一个塑料覆盖件,大部分车型的这部分保险杠可以抵御低速的撞击。
而当车辆发生严重撞击的时候外层保险杠就不能完全承受撞击了,而是要靠车辆前方的杠铁(通常为高强度材料)来抵御撞击。
以上我们通过一台雅阁的解剖车了解了它的被动安全设计,而对于每一位驾驶员来说再安全的设计也不必上驾驶者的正确驾驶,遵守限速规定以及在自己驾驶技术控制范围之内的操作才是万无一失的安全之道。
关于汽车前保险杠安装的技术摘要:汽车前保险杠作为汽车最重要的部件之一,其具有吸收缓冲力、保护汽车前部和行人人身安全的作用。
本文将结合汽车前保险杠的设计要求对前保险杠的安装技术进行分析探讨,指出想要充分发挥前保险杠的作用就必须了解该部件在设计安装时的技术要求,然后按照要求开展设计和安装,实现保险杠和车身整体的优化改进,才能既确保汽车的安全性能又能节约成本。
关键词:汽车前保险杠;设计;安装;技术要点1 汽车外观和保险杠汽车因为其独立、自由和私密便利的优势受到了人们的青睐,成为最为方便和使用最多的交通工具,汽车的普及也有利于有利于人们工作生活水平的提高,就汽车外观而言,随着汽车工业的快速发展,汽车造型越来越多,人们也对物资和精神的的追求越来越重视,从以人为本的角度出发在制造时除了要确保汽车的质量和安全性外,还通过现代科学技术和造型理论的创新应用,使汽车将功能和艺术结合起来,更加注重汽车造型设计和安装。
因为汽车的造型直接影响消费者的购买,影响市场趋势,所以市场上也非常重视汽车外观造型设计。
汽车前保险杠是汽车最为重要的部件之一,也是汽车的头部,除了具有保护车身及其部件和行人安全意外,还应该具有美化汽车的作用。
可以说,前保险杠的设计安装质量会直接影响车身整体美观性,影响汽车的安全。
从设计和安装的角度出发,应以汽车保险杠的外形为基础,综合考虑汽车外观各功能要求和其他外形设计技术手段,利用先进的设计安装技术使汽车前保险杠的安装效果得到升级优化。
在设计安装前首先要了解保险杠的强度、防撞梁吸收的能量,了解保险杠的外观、材质和作用等,并综合考虑汽车制造的安全性、美观性和成本等尽量在确保保险杠基本功能可以发挥的基础上减少其重量,选择科学合适的材料开展设计安装。
2 汽车前保险杠材质和作用2.1 汽车前保险杠的功能要求首先,汽车前保险杠具有保护的功能,即在发生汽车碰撞时保险杠可以快速吸收部分能量实现对车身、灯具和散热器罩、水箱以及发动机盖等部件的保护,同时因为保险杠下部设置了缓冲块,所以即使发生碰撞也能保护行人减少伤害程度。
2024年安全新颖的汽车保险杠随着技术的不断进步,汽车行业在安全性方面也不断取得突破。
2024年,预计汽车保险杠将采用一些新颖的技术和设计,以提供更高的安全性能。
一种可能的新技术是智能保险杠系统。
智能保险杠系统使用传感器和摄像头来监测周围环境,并根据检测到的信息自动调整保险杠的高度和刚度。
这样一来,保险杠可以根据不同的碰撞情况自动做出反应,以减少碰撞对车辆和乘客的影响。
另一种可能的创新是可恢复性保险杠材料。
传统的保险杠一旦受到碰撞就会变形或损坏,需要进行更换或修复。
然而,未来的保险杠材料可能会具有一定的可恢复性,即可以在受到碰撞后恢复原状,减少需要更换或修复的次数。
还有一种新颖的设计是自动弯曲保险杠。
自动弯曲保险杠可以根据碰撞的方向和强度来自动弯曲,以最大程度地吸收碰撞能量。
这种设计可以减轻碰撞对车辆和乘客的冲击,并减少损坏的可能性。
除了以上提到的创新,未来的汽车保险杠还可能整合其他安全技术,如碰撞预警系统、自动制动系统等,以提供更全面的保护。
请注意,这些只是一些可能的发展方向,具体的汽车保险杠设计仍需根据技术和市场的实际情况来确定。
2024年安全新颖的汽车保险杠(2)保险杠是汽车车身的一个重要部件,其除起装饰作用外,还起保护翼子板、散热器和灯具的作用。
由于保险杠具有这些功能,国内外对它的研究十分重视,特别是轿车保险杠,众多厂家更是追求造型优美、结构独特和具有被动安全装置的保险杠。
先进的安全吸能型保险杠是汽车保险杠的主要发展方向,下面介绍两款具有被动安全装置的保险杠。
一、吸能型保险杠1、液压缓冲型这种类型的保险杠,横杠内侧加强件通过橡胶垫与液压缓冲器的活塞杆相连接,活塞杆做成空心,内装一浮动活塞,活塞将其隔成左、右两腔,左腔充满氮气,右腔充满机械油,活塞杆外圆柱面与缓冲缸内圆柱面滑动配合,缓冲缸内机械油与活塞杆右腔相通。
缓冲缸固定车架或车身加强件上,当汽车与障碍物碰撞时,保险杠横杠受到的碰撞冲击力由其横杠内侧加强件传到活塞杆上,活塞杆端部向右移动,推动机械油按图示箭头方向流过节流孔,压向活塞右腔,推动活塞向左移动,并使氮气受到压缩。
PP釜内合金汽车保险杠对行人小腿伤害的仿真分析万鑫铭;范体强;魏莉霞;马鸣图【摘要】行人下肢损伤是交通事故中行人最易发生的损伤形式之一,开展汽车保险杠对行人小腿伤害的研究,对于减轻交通事故对行人的伤害具有重要意义.PP釜内合金材料符合汽车材料轻量化和可回收化的发展要求,各种性能优于一般的均聚PP或共聚PP,在汽车保险杠上有广泛的应用前景.基于有限元方法,建立了某车的保险杠行人小腿冲击的简化模型,分析了采用PP釜内合金的保险杠对该车的行人小腿伤害的影响.仿真结果表明,采用PP釜内合金后的保险杠行人小腿保护性能不低于原保险杠,可以替换原保险杠.【期刊名称】《汽车工程学报》【年(卷),期】2012(002)001【总页数】6页(P24-29)【关键词】PP釜内合金;保险杠;行人碰撞;小腿保护【作者】万鑫铭;范体强;魏莉霞;马鸣图【作者单位】中国汽车工程研究院汽车轻量化工程技术研究中心,重庆400039;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;中国汽车工程研究院汽车轻量化工程技术研究中心,重庆400039;中国汽车工程研究院汽车轻量化工程技术研究中心,重庆400039;中国汽车工程研究院汽车轻量化工程技术研究中心,重庆400039【正文语种】中文【中图分类】U465.4+1行人事故在汽车交通事故中占有很高的比例。
2007年我国发生的行人事故占总事故比例的54.4%[1],行人下肢损伤是交通事故中行人最易发生的损伤形式之一。
根据欧洲车辆安全委员会(EEVC)对行人伤害事故的统计数据,在行人与车辆的碰撞过程中,头部伤害和腿部伤害的比例分别为31.2%和32.4%[2]。
下肢损伤会导致长期或永久性的残疾,给受害人的生活带来很多不便。
因此研究如何降低汽车与行人碰撞中对行人腿部的伤害具有重要意义。
我国《汽车对行人的碰撞保护》标准已于2010年7月1日批准实施[3],这就对汽车的行人保护安全性能提出了新的严格要求。
目录1 分析目的和意义 (1)2 使用软件说明 (1)3 整车参数 (1)4 下腿型对保险杠的试验仿真 (2)4.1 边界条件定义 (2)4.2 位置1模拟结果分析 (3)4.2.1 下腿弯曲角度 (3)4.2.2 下腿动态剪切位移 (3)4.2.3 下腿上端加速度 (4)4.3 位置2模拟结果分析 (4)4.3.1 下腿弯曲角度 (4)4.3.2 下腿动态剪切位移 (5)4.3.3 下腿上端加速度 (5)4.4 位置1模拟结果分析 (6)4.4.1 下腿弯曲角度 (6)4.4.2 下腿动态剪切位移 (6)4.4.3 下腿上端加速度 (7)5 儿童头型对前舱盖的试验仿真 (7)5.1 边界条件定义 (7)5.2 冲击区域的选择 (8)5.3 碰撞结果分析 (9)6 总结 (10)1 分析目的和意义为了在汽车的设计阶段使被设计车辆更好的满足耐撞性的要求,采用动态大变形非线性有限元模拟技术,进行了XXCP08车型行人保护仿真分析,主要是根据《汽车对行人的碰撞保护》(GB/T 24550-2009)进行的仿真模拟。
GB/T 24550的全部技术内容为强制性要求,适用于M1类车辆(M1类车辆为包括驾驶员座位在内,座位数不超过9座的载客车辆)。
本文通过对XXCP08车型模拟结果进行分析,为发生事故时,整车对行人的安全性提供参考。
2 使用软件说明在本次模拟中,主要使用了Hypermesh前处理软件和Ls-Dyna 求解器,Hypermesh是世界领先的、功能强大的CAE应用软件包,由美国Altair公司开发,目前在世界上的应用非常广泛。
LS-DYNA 是一个以显式为主,隐式为辅的通用非线性动力分析有限元程序,可以求解各种二维、三维非线性结构的高速碰撞、爆炸和金属成型等非线性问题。
3 整车参数根据项目组提供的整车零部件明细表及质量、材料特性,材料主要由DC01,DC03,DC04,DC05,DC06,B400/780,B250,B340/590Dp,HC40 0,B210P1,B280Dp,HC450/980,b280Vk等组成。
2023年汽车保险杠行业市场研究报告汽车保险杠是汽车外部结构之一,起到保护车身和行人的作用。
随着汽车行业的发展,汽车保险杠市场也在迅速增长。
本文将对汽车保险杠行业的市场状况进行研究,并分析其发展趋势。
一、市场规模分析根据统计数据,全球汽车保险杠市场规模在近几年持续增长。
行业分析师预测,到2025年,全球汽车保险杠市场规模将达到1000亿美元。
市场的增长主要得益于汽车产量的增加和对汽车安全的要求提高。
二、市场竞争格局目前,市场上主要的汽车保险杠制造商有国际大型汽车零部件企业和国内知名汽车零部件企业。
国际大型汽车零部件企业拥有先进的技术和庞大的生产规模,具有一定的竞争优势。
然而,中国的汽车保险杠制造商也在逐渐崛起,具备一定的市场份额。
三、市场驱动因素分析1.汽车产量的增加:随着全球经济的发展,汽车需求不断增加,汽车产量也在持续增长。
汽车保险杠作为汽车的重要组成部分,需求量也在增加。
2.安全法规的要求:随着对汽车安全要求的提高,汽车保险杠的质量和安全性也得到了更高的重视。
因此,汽车保险杠行业需要不断提升技术水平和产品品质,以满足市场需求。
3.汽车维修、保养市场的发展:随着汽车保有量的增加,汽车维修、保养市场也在不断扩大。
汽车保险杠是汽车维修的重要部件之一,市场需求也随之增加。
四、市场发展趋势分析1.轻量化:随着环保意识的提高,轻量化已成为汽车行业的趋势。
汽车保险杠也在朝着轻量化方向发展,采用更轻、更坚固的材料,以减少对车身的负担,并提高车辆的燃油经济性。
2.智能化:随着智能汽车的发展,汽车保险杠也在向智能化方向发展。
例如,一些汽车保险杠可以配备传感器,能够感知前方道路的情况,并及时做出反应,提高驾驶安全性。
3.个性化定制:消费者对汽车个性化定制的需求也在不断增加。
汽车保险杠制造商需要提供多样化的产品选择,以满足不同消费者的需求,提高市场竞争力。
五、市场挑战分析1.技术壁垒:汽车保险杠的生产需要先进的技术设备和工艺,对制造商的技术实力有较高要求。
第23卷第3期2009年9月上 海 工 程 技 术 大 学 学 报J OURNAL OF SHAN GHAI UNIV ERSIT Y OF EN GIN EERIN G SCIENCEVol.23No.3Sep.2009 文章编号:1009-444X (2009)03-0202-04收稿日期:2009-06-26作者简介:宋新萍(1967-),女,山东烟台人,高级工程师,硕士,研究方向为机电工程.轿车保险杠行人保护技术分析宋新萍,黄 虎,施润伟(上海工程技术大学汽车工程学院,上海201620)摘要:通过对国产某新型三厢紧凑型轿车的保险杠装置进行优化设计和合理布置后,按欧洲议会及理事会指令(EuroNCA P )要求对其进行技术分析.结果表明,该车型保险杠能够满足行人保护法规要求,且达到了EuroNCA P 三星级评价.关键词:轿车;行人保护;保险杠中图分类号:U 270.1 文献标志码:AT echnological Analysis for C ar Bumper withPedestrian ProtectionSON G Xin 2ping ,HUAN G Hu ,SHI Run 2wei(College of Automotive Engineering ,Shanghai Univesity of Engineering Science ,Shanghai 201620,China )Abstract :Through optimized design and reaso nable layo ut of t he bumper ,a finite element analysis was carried for t he bumper of a new type of compact sedan cars p roduced in China according to EuroNCA P regulations o n pedest rian p rotection requirement s.The result s show t hat t he optimized bumper vehicle is able to meet t he requirement s of t he pedest rian protection regulations and reach t he 3rd class EuroNCA P standard.K ey w ords :car ;pedestrian protection ;bumper 行人碰撞安全保护的研究,有别于乘员安全保护法规的研究,起源于70年代末.行人保护法规,促使汽车生产商在设计上能够兼顾考虑到行人的安全问题,对于整个汽车行业的发展有着重大的意义[1].欧盟会员国在其欧洲车辆安全促进委员会(European Enhanced Vehicle 2safety Committee ,EEVC )中设立了EEVS W G10工作小组,专责研拟有关行人碰撞保护的试验方法.该小组利用尸体与混合站立假人进行比对试验,模拟行人与车体碰撞过程中,行人脊椎骨、颈部的运动模式,进而获得其伤害指数.2003年欧盟颁布了2003/102/EC 法规,规定从2008年10月开始,欧盟成员国所有新生产的乘用车都要配备行人保护系统.2004年日本颁布实施了《步行者头部保护基准》,规定新车也要安装行人保护装置,而我国在这方面还基本上是空白.目前,我国实施的汽车安全国家强制性标准有几十项.2000年实行正面碰撞标准,2006年7月1日起实行侧面碰撞标准,2007年底出台了一批与乘用车有关的汽车安全强制性标准.不过,尚未涉及到行人安全保护的法规.预计在2010年底将会出台行人保护的相关法规. 第3期宋新萍,等:轿车保险杠行人保护技术分析 1 轿车行人保护法规的设计应用通过对事故数据的研究发现,大部分的行人碰撞事故是行人与车身前部发生碰撞,大多数的严重伤害是因为行人与车辆保险杠等发生碰撞而造成的.行人保护融入车辆开发流程时,由于行人保护要求与造型要求相矛盾,所以,车辆外表必须进行技术和设计变化.而车辆造型的重大变化,必然造成总布置的问题.1.1 设计考量对于某三厢紧凑型轿车,需综合考虑设计目标及造型、成本、结构设计和布置空间等,并给出优化设计后,进行行人法规分析结果.一般情况下,保险杠是人车碰撞过程中第一个被碰撞到的汽车零部件,也是造成人体腿部骨折的主要原因.据车辆安全专家分析,要减少对腿部的伤害,需要保险杠在撞击时能有5~7.5cm 的变型量,以吸收撞击时的能量.为获得对行人保护的功能,新开发的保险杠应该采用高密度泡沫材料或新的设计结构.通过泡沫的弹性或结构的变型吸能性,可以控制对人体腿部的冲击过程,减小撞击力量,从而有效地保障行人的膝、腿部免受严重伤害.这样的设计调整首先降低了对腿上部承受的撞击力,其次确保了能量吸收与前保险杠的协调一致[2-3].1.2 造型考量1.2.1 保险杠装置针对行人下腿部要求进行设计时,应主要集中于胫骨加速度和弯曲角度.目前许多车辆都达到或接近剪切位移伤害极限值.胫骨加速度受保险杠和总布置空间控制.控制保险杠刚度可以在伤害极限值内有效地吸收能量,可增加布置空间防止碰撞模拟器降至最低点或接触刚性结构.弯曲角度由靠近胫骨重心的下部加强件控制,水平和垂直位置以刚度控制弯曲角度.保险杠布置和刚度之间对弯曲角度有着交互作用,反之依然.因此下保险杠加强件应与保险杠的几何形状切齐,如图1所示.图1 保险杠造型改良Fig.1 Improved model of the bumper保险杠横梁和外表面之间的布置空间增大,为碰撞模拟器减速提供足够的变形空间,从而达到伤害极限值的要求[4-5].为了达到第一阶段的要求,人体下腿部需要60mm 左右的布置空间;为了达到第二阶段要求,或者为了保险杠装置获得Eu 2roNCA P 的较高得分,人体下腿部则需要80mm的布置空间.目前大部分车辆的可用布置空间介于20~40mm ,分析表明,布置空间需要再增加20~40mm ,并且采用吸能支架,如图2所示.图2 吸能支架Fig.2 E nergy absorption bracket2 轿车行人保护校核2.1 汽车模型建立为了保证计算结果准确,本文采用国产某新型三厢紧凑型轿车的实车模型[6].为了准确地分析行人保护的碰撞性能,必须完全按照真实车辆1∶1进行建模,如图3的所示.2.2 EuroNCAP 划分碰撞区域2.2.1 各主要参考线保险杠参考线(Bumper Reference Lines ,BRL );保险杠下参考线(Lower Bumper Reference Line ,LBRL );保险杠角(Corner of Bumper ,CB ).・302・ 上海工程技术大学学报第23卷图3 1∶1实车建模Fig.3 R eal vehicle modeling with 1∶12.2.2 划分保险杠参考区域用柔性绳子水平地沿着保险杠上参考线,绳子应紧贴保险杠外表面并张紧,忽略任何保险杠形状的突起.例如牌照板,使用保险杠角作为测量的两个端点,然后将此测量的长度进行6等分,再将这每1/6点沿着车辆的纵向中心线平行地投影到发动机罩前沿参考线上,标记投影点.如果保险杠角不在保险杠参考线上,则在保险杠参考线选择离保险杠角最近的点作为测量的端点.用相同的方法进行保险杠下参考线.图4和图5为用CA TIA 软件实际划分的保险杠参考线和碰撞区域.图4 参考区域Fig.4 Low er leg referenceregion图5 碰撞区域Fig.5 Collision region3 轿车行人保护下腿部碰撞区域CAE 校核国标高性能赛车标准(GTR )规定,进行试验时,冲击速度的矢量方向应在水平平面内,并平行于车辆纵向垂直平面.第一接触时刻速度矢量的方向在水平平面和纵向平面的偏差为±2°;冲击器的轴应垂直于水平平面,侧向平面和纵向平面的偏差为±2°;膝部最大动态弯曲角不大于19°,膝部最大动态剪切位移不大于6.0mm ,小腿上端加速度应不大于170g (g =9.80665m/s 2,下同).3.1 有限元模型建立为了提高运算效率,采用4节点Belyt schko 2Tsay 和Hughes 2Liu 薄壳单元.车辆的撞击测试区一般划分20000~30000个单元,但最小单元尺寸一般不小于7~10mm.其余位置可根据试验精度要求的不同适当增大网格尺寸以减小运算量.简化后的保险杠网格划分情况如图6所示.图6 保险杠网格划分Fig.6 Bumper mesh人体下腿部模拟器网格划分如图7所示.图7 人体下腿部模拟器网格划分Fig.7 Low er leg simulator mesh・402・ 第3期宋新萍,等:轿车保险杠行人保护技术分析 3.2 约束条件3.2.1 材料所用材料见表1.表1 车身所需材料及其性质T ab.1 Material and characteristic of the car body 材料弹性模量/Pa泊松比密度/(t ・mm -3)钢 2.1×1050.37.8×10-9玻璃 6.9×1040.3 2.5×10-9胶200.351.1×10-93.2.2 接触条件正确选择材料和零件之间的接触条件,对试验的正确性起到很大的作用,车身零件多为焊接形式,应根据焊点的设计位置合理设定零件之间的接触形式.此外,零件本身在碰撞发生时也会发生自接触或相互接触,必须进行适当的控制.通过对大量实车碰撞试验和仿真试验对比后,可得出比较准确的接触厚度和摩擦因数等参数.3.3 仿真分析试验结论对人体下腿部碰撞位置y =0处,y =130处,y =200处,y =480处,y =540处,分别进行胫骨加速度,剪切位移度和弯曲角度的最大仿真分析,结果见表2.通过对比,下腿部各碰撞位置处的加速度、弯曲角度及剪切位移等数值,均低于GTR 标准的限定要求值,表明此车型保险杠的布置和优化设计是能够满足法规要求的.表2 分析数据GTR 标准的比较T ab.2 Comparison of analysis d ata and GTR stand ard d ata位置y =0y =130y =200y =480y =540GTR 法规胫加速度g119.5137.8140.1133.7121.5<170弯曲角度/(°)13.51313.9 5.97.1<19剪切位移/mm2.752.021.82.42.8<63.4 EuroNCAP 评价根据优化后的仿真分析结果,得出该车Eu 2roNCA P 的得分情况,该车总得分为22分,获得EuroNCA P 三星级评价.图8 行人保护等分示意图Fig.8 Pedestrian protection class scheme4 结 语通过对国产某新型三厢紧凑型轿车的实车保险杠装置进行优化设计和合理布置,模拟行人下腿部模拟器与保险杠之间发生碰撞,对保险杠进行行人保护法规EuroNCAP 要求的技术分析.结果表明,该车型保险杠的布置和优化设计是能够满足行人保护法规要求的,且达到了EuroNCAP 三星级评价.参考文献:[1] 方海峰.应完善我国汽车安全性法规体系[J ].汽车工业研究,2007(9):21-24.[2] 富正保,钟志华.汽车碰撞研究的发展趋势[J ].世界汽车,2004,3(6):50-51.[3] 刘晶郁,李晓霞.汽车安全与法规[M ].北京:人民交通出版社,2005.[4] 李春明,赵宇.奇瑞轿车维修手册[M ].北京:北京理工大学出版社,2003.[5] 刘惟信,汽车设计[M ].北京:清华大学出版社,2001.[6] 江漫清,吴亚良.CAD/CAM/CA E 在汽车开发中的应用[J ].上海汽车,1999(2):22-24.・502・。