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微卡车保险杠结构及强度校核

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微卡车保险杠结构及强度校核

作者：王玉东

来源：《中国科技博览》2013年第24期

摘要：保险杠的结构及微卡车保险杠的结构，并运用Catia对其进行强度有限元分析。

关键词：保险杠、有限元分析、应力集中、位移

中图分类号：TM585.1

正文：

保险杠是汽车外部的一个覆盖件，它对汽车的安全性、外部造型、空气动力性等有着很大的影响。保险杠的主要是起到一个安全防护的作用，因此其结构要满足足够的强度、刚度，对车、人起到一个保护的作用，具有一定的缓冲吸能作用，在设计上还的满足整车的造型要求和空气的动力性。保险杠的材料有金属和塑料的，现在常用的材料是塑料的，一般用改性PP的，塑料结构的保险杠的缓冲和吸能作用能更好一些。对保险杠的成品要求表面光滑、无毛刺、不允许表面有龟裂、伤痕、凹陷、斑点等缺陷，产品的环境试验应符合ZBT3500和GB/T10485的要求，保险杠的延伸率≥200﹪，其他性能指标按照《汽车设计标准资料手册》（非金属篇）改性聚丙烯保险杠的技术要求。 龙源期刊网

保险杠的设计应遵循以下3点原则：

1、 主动安全性，即应满足保险杠的使用功能及必须遵循国家法规。

2、 被动安全性，即发生碰撞时有良好的吸能作用，对车及人起到一个保护的作用。

3、 外部的造型要与整车的造型保持一致。

保险杠的结构：

1、 采用钣金冲压的结构，这种的缓冲效果比较差。

2、 采用塑料面罩结构，其内部用钢板结构与车身或车架相连接。这种有较好的缓冲和吸能效果。

3、 采用塑料面罩结构没有金属骨架。

轻型货车的保险杠一般采用金属骨架结构，就是在保险杠的本体的左右两侧加上大底板，在通过保险杠支架与车架进行连接。这种结构保险杠安装完成后需要调整保险杠与驾驶室的格栅的距离，还得调整保险杠两侧的高度是否一致，这些调整都是靠操作者的视觉观察，所以此结构需要二次调整，对生产来说多了一道工序。

微卡车的保险杠结构采用的就是不带金属骨架的塑料面罩结构。这种结构的造型更美观，同时在保险杠本体上加了进出风口，省去了对格栅的设计。

1、 两侧的弧形结构是随驾驶室的整体造型而定，此处比以前车型的保险杠弧面度更大，从视觉上看流线型更强，有利于减少在注塑时产生的应力集中。在空气动力性上看，可以减少空气阻力，减少气流的涡流的形成。

2、 此处的安装点采用的是螺栓和自攻螺钉连接，微卡保险杠无金属骨架，与车身的连接没有支架，在保险杠上一共七处安装点。以往的保险杠通过支架安装在车架上，由于是三个件通过两次活动件连接，安装之后保险杠容易倾斜，所以在安装之后还需要调整。而微卡的保险杠安装没有支架过度件，在X方向和Y方向均有安装点，安装之后更牢固，也解决了在y方向上的倾斜现象。由于微卡的保险杠安装的精度要求较高，这就需要保险杠制件本身误差小，保证车身的支架焊接精度，保证保险杠脱模时的保压时间。

3、 保险杠上的通风罩与保险杠采用的是分体结构，利用自攻钉连接在一起，这样增加了保险杠的整体强度，也减少了模具加工方面的困难，这种结构可以在保证通风良好的情况下将通风罩设计的更美观些。 龙源期刊网

保险杠的强度校核：安全是汽车行驶当中最重要的，结构设计的合理性，是否达到强度要求是直接关系到人身安全的重要因素，因此进行结构的强度校核是十分必要的。

这里采用Catia计算机辅助设计软件的CAE有限元分析模块进行静态强度分析， 对保险杠数模进行有限元网格划分，对其中的坏点网格和不合理的网格进行修改，具体操作不详述，再进入静态强度分析模块，沿着X方向施加300牛顿的外力，经过一系列的参数设置后，计算机进行分析计算，结果如下：

解决方法：根据以上分析结果，图一所指的地方应力集中，强度不够。此处保险杠易断裂，微卡的保险杠在此处设计加强筋。

中间增加加强筋后软件分析计算后划分的应力图，在上面安装点与本体相接圆角处是应力相对较集中的地方，但在给定的作用下的安全值之内，因此符合设计要求。因此通过计算机软件的分析能够在易断裂处设计处更合理的结构，通过分析能知道此结构是否合理。对设计的厚度、拔模角度在三维的软件中能够直接测量出来。

通过以上论述，当今计算机的应用在汽车设计领域起到了广泛的应用，可以大大的提高工作效率，缩短新产品开发的周期，减少重复设计的次数，尤其在国外各大汽车行业中，从汽车产品设计初期到批量生产已经完全实现了计算机三维化设计和模拟装配，从单个零件设计到整车装配都在数字化阶段把误差和风险降到允许范围内，这样在产品上市之后才有更佳的质量，更具市场竞争力。通过软件对汽车上面的零件的设计及校核能够省去很多在产品的开发进度的时间，通过零件的装配很直接的就能了解设计的是否合理与干涉问题。总之设计软件在汽车领域已广泛应用，还可以利用三维软件对汽车的碰撞实验进行模拟。

在实际设计过程中合理利用分析可以较早的发现设计当中存在的问题，进而使设计更加合理，为提高整个产品的设计质量打下坚实的基础。通过计算机软件能够对汽车的整车的布置起到更到的作用，通过模拟装配能直观的看到整车的实际效果。所以计算机软件对汽车零部件的分析已经成为汽车设计过程中不可缺少的步骤。

参考文献：

《汽车工程手册》 人民交通出版社

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汽车前保险杠实训报告

汽车前保险杠实训报告

一、实训目的

本次实训旨在通过对汽车前保险杠的拆装、维修和保养等实际操作，加深对汽车前保险杠结构、原理及维修技术的了解，提高动手实践能力和解决实际问题的能力。

二、实训时间及地点

实训时间：2021年X月X日至2021年X月X日

实训地点：XX汽车维修厂

三、实训内容

1. 汽车前保险杠的结构及原理

（1）结构：汽车前保险杠主要由保险杠本体、防撞梁、缓冲块、螺丝等组成。

（2）原理：前保险杠的主要作用是保护车辆前部在发生碰撞时，减少碰撞力对车身和乘客的伤害。

2. 汽车前保险杠的拆装

（1）拆装工具：螺丝刀、扳手、撬棍等。

（2）拆装步骤：

① 拆卸螺丝：先拆卸保险杠与车身连接的螺丝。

② 拆卸防撞梁：将防撞梁与保险杠本体分离。

③ 拆卸缓冲块：将缓冲块从保险杠本体中取出。

④ 拆卸保险杠本体：将保险杠本体从车身上拆卸下来。

3. 汽车前保险杠的维修

（1）维修工具：电钻、焊机、喷漆设备等。

（2）维修步骤：

① 检查损坏情况：确定损坏部位和程度。

② 拆卸损坏部件：拆卸损坏的保险杠本体、防撞梁、缓冲块等。

③ 修复损坏部件：根据损坏情况，采用焊接、喷漆等方法修复。 ④ 拆卸、安装新部件：将修复后的部件安装到车辆上。

4. 汽车前保险杠的保养

（1）保养工具：清洁剂、擦车布、防锈油等。

（2）保养步骤：

① 清洁：使用清洁剂清洁保险杠表面。

② 涂抹防锈油：在保险杠表面涂抹防锈油，防止生锈。

③ 检查螺丝：检查螺丝是否松动，如有松动及时拧紧。

四、实训总结

通过本次实训，我对汽车前保险杠的结构、原理、拆装、维修和保养有了更加深入的了解。以下是我在实训过程中的收获：

1. 增强了动手实践能力：通过实际操作，掌握了汽车前保险杠的拆装、维修和保养技巧。

2. 提高了问题解决能力：在实训过程中，遇到问题能够迅速找到原因并解决问题。

3. 了解了汽车维修行业的工作流程：通过参与实际维修工作，了解了汽车维修行业的运作模式。

浅析汽车保险杠系统碰撞性能研究

浅析汽车保险杠系统碰撞性能研究

浅析汽车保险杠系统碰撞性能研究

摘要：在交通事故中，汽车前、后方碰撞概率最高。保险杠系统是汽车正面碰撞中主要的承受冲击和吸能零部件。因此，本文在分析保险杠系统结构、国内外研究现况的基础上，提出了保险杠系统碰撞性能研究的有效方法，对于提高汽车碰撞安全性有着非常重要的现实意义。

关键词：汽车；保险杠系统；碰撞性能

1 保险杠系统结构分析

汽车前、后端保护装置，俗称保险杠系统，指安装在汽车前部和后部的零件，通常由吸能材料制成，比如钢材、铝材、塑料和泡沫等。发生碰撞时，大多数情况下都有保险杠的参与。作为一种保护装置，其设计要求是：在接触和轻度碰撞过程中，不会对车辆造成严重损伤，并保护车身、发动机、排气系统和冷却系统，以及与安全相关的灯光等不受损伤。

以前保险杠系统为例，其结构分解如图1。汽车前端保险杠系统主要包括保险杠壳体、保险杠支架、吸能块、保险杠加强横梁、前围与纵梁连接模块。其中，塑料保险杠壳体、吸能块和保险杠加强横梁都可作为缓冲吸能部件。

汽车的前后部分为碰撞吸能区，壳体部分采用强度比较低的塑料材料制造，在发生碰撞时可以变形，吸收一部分的碰撞能量，不仅防止车辆本身被撞坏，还能防止车辆把行人撞伤。在壳体内部与车身结构衔接中间增加吸能区，通过吸能块吸收了大部分的碰撞能量，吸能块的主要功能是支撑、防撞和吸能。保险杠系统里面承担冲击的主要部件是保险杠加强横梁。加强横梁材质通常选择铝合金或钢 材，通过冲压或辊压工艺加工成U型槽，用螺栓固定在车身纵梁上。为了方便售后维修，防撞梁一般可以单独拆下来。

1.保险杠壳体 2.保险杠支架 3.吸能块 4.保险杠加强横梁 5.前围与纵梁连接模块

图1 前保险杠系统的结构示意图

2 国内外研究现况

2.1 国内现状

GB 17354-1998是参照欧盟ECE R42法规制定的汽车前、后端保护装置评价标准，与ECE R42法规要求基本相同。法规是对汽车产品的最低要求，而日益盛行的一些评价规程，如NCAP（新车评价程序）则对汽车安全性能提出了更高的要求。与汽车碰撞安全法规不同，NCAP是由政府、保险公司、消费者组织和汽车俱乐部等机构共同制定，其评价测试条件往往比法规更为严格。2006年，为了促进中国汽车产品安全技术水平的快速发展，降低道路交通安全事故伤亡率，实现构建和谐汽车社会的目标，中国汽车技术研究中心正式建立了中国新车评价规程（C-NCAP）。

大货车后保险杠标准

大货车后保险杠标准

大货车后保险杠标准

大货车后保险杠是大型货车上非常重要的安全装置，它不仅可以保护车辆后部免受碰撞的影响，还可以提高行车安全性。因此，大货车后保险杠的设计和制造需要符合一定的标准，以确保其质量和安全性。

首先，大货车后保险杠的设计应符合国家相关标准和法规要求。根据《道路运输车辆安全技术条件》和《汽车后部保险杠技术条件》等文件规定，大货车后保险杠的设计应符合一定的强度和刚度要求，以确保在发生碰撞时能够有效地吸收和分散冲击力，保护车辆和乘员的安全。此外，保险杠的外观和尺寸也需要符合规定，以确保其在车辆行驶过程中不会对其他车辆和行人造成伤害。

其次，大货车后保险杠的制造需要严格按照相关标准进行。制造过程中需要选用优质的材料，采用先进的工艺和设备，确保保险杠的质量和性能达到标准要求。制造过程中还需要进行严格的质量控制和检测，确保每一件产品都符合标准要求，没有任何质量问题。

另外，大货车后保险杠的安装和维护也需要按照标准进行。安装过程中需要严格按照制造商提供的安装说明进行，确保保险杠安装牢固可靠，不会在行车过程中出现松动或脱落的情况。在日常维护过程中，需要定期检查保险杠的状态，及时发现并解决任何质量问题，以确保保险杠的正常使用和安全性。

总的来说，大货车后保险杠标准的制定和执行对于保障行车安全和减少交通事故具有重要意义。只有严格按照标准要求设计、制造、安装和维护大货车后保险杠，才能确保其在发生碰撞时能够发挥有效的保护作用，保障车辆和乘员的安全。希望相关部门和企业能够高度重视大货车后保险杠标准的执行，共同努力，为行车安全做出更大的贡献。

汽车保险杠设计与材料选择优化研究

汽车保险杠设计与材料选择优化研究

汽车保险杠设计与材料选择优化研究

摘要：汽车保险杠作为汽车外部装饰件之一，承担着保护车身、行人安全以及改善车辆空气动力学性能等重要功能。随着汽车工业的发展和人们对安全和环保性能的要求增加，汽车保险杠的设计与材料选择变得越发重要。本文将针对汽车保险杠设计与材料选择的优化进行系统研究。

关键词：汽车保险杠；设计；材料选择；优化

引言

汽车保险杠是汽车外部的重要装饰部件之一，除了提供美观的外观设计，它还承担着保护车身和行人安全的重要任务。在日常使用中，汽车保险杠往往会面临各种外力的冲击，如碰撞或撞击。因此，合理的保险杠设计和合适的材料选择对于保证车辆安全、减少损伤和提高乘客乘坐舒适性至关重要。

1.汽车保险杠设计与材料选择的优化意义

汽车保险杠设计与材料选择的优化意义在于提升汽车的安全性、性能和环保性能。通过合理的设计和优化，可以增加保险杠的碰撞吸能能力，减少车辆损伤和乘客伤害；合适的材料选择可以提高保险杠的强度和耐冲击性，同时降低车辆重量，提高燃油经济性。优化选择材料还能考虑可持续性和环保因素，减少能源消耗和环境影响。通过综合设计和优化选择，汽车保险杠可以在安全性、性能和环保性能方面达到更好的平衡和提升。

2.汽车保险杠设计优化

2.1功能需求分析

汽车保险杠的功能需求分析是设计优化的关键步骤。保险杠需要在碰撞时有效地保护车身，吸收和分散碰撞能量，减少车辆损伤和乘客伤害。保险杠还要考虑行人安全，采用合适的设计和材料选择，最大限度减少行人受伤风险。保险杠的外观设计也是重要因素，它应与整车外观协调一致，提升车辆的美观性。保险杠还涉及到车辆的空气动力学性能，通过合理的设计可以降低风阻，提高燃油经济性。功能需求分析涉及车身保护、行人安全、外观设计和空气动力学性能等多个方面，对保险杠的设计优化起到指导作用。

2.2结构设计优化

2.2.1杠杆原理与几何形状优化

杠杆原理与几何形状优化是汽车保险杠结构设计优化的关键内容。根据杠杆原理，优化保险杠的几何形状可以最大程度地分散和吸收碰撞冲击力。通过合适的几何形状设计，如增加曲率和弯曲度，可以增加保险杠表面积，从而提高对碰撞力的承载能力。采用适当的角度和倾斜设计，可以引导碰撞力到达最佳吸收和分散位置，减少对车身和乘客的损伤。在几何形状优化中还需要考虑保险杠与其他车辆部件的协调性，确保整车外观的美观性。通过杠杆原理与几何形状的优化设计，可以提高保险杠的碰撞冲击吸收能力，并兼顾整车外观的协调性。