复合车体加强技术在汽车安全碰撞中的应用

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图２结构增强泡沫的应用实例

增强零件与车身的位置已经固定好。

黏结剂的受热膨胀过程可以在涂装线下的烘

烤车间实现。该黏结剂受热发泡所需要的温度在

１７０℃左右，一般烘烤的温度都能满足该温度要

求，通过烘烤后进人总装生产线的车身已经是实

现了增强的车身。

图３未填充增强泡沫前Ａ柱的变形

２冬全专体加强技术在安全碰撞应图４实车碰撞中Ａ柱变形用实例

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在开发某车型过程中，经碰撞仿真分析以及实车碰撞试验发现在正面偏置碰撞工况下，该车型的Ａ柱偏弱，在碰撞中Ａ柱出现较大的折弯，需要增强Ａ柱以提高该传力路径的载荷传递能力。经研究发现无法通过传统的板金方案进行加强，故采取复合车体加强技术提高结构碰撞性能。

图３为通过仿真分析该车型Ａ柱的变形，图４为实车碰撞试验结果，通过分析找出其原因是该车前舱部件的布置过于集中，导致前纵梁的压溃长度不足，纵梁无法吸收足够的碰撞能量；前舱内的部件向后运动撞击Ａ柱，前门框上Ａ柱的传递载荷能力不够，受到撞击后发生弯折变形；同时在碰撞中Ａ柱的向后运动位移过大，试验后碰撞侧前车门被卡死无法顺利打开车门。

经过研究分析，Ａ柱无法通过传统的增强钣金的方法来增强其强度，故在实际项目中，为了改善正面４０％偏置碰撞安全Ｉ生能，采用了复合车体加强技术，在Ａ柱的空腔内增加一个加强的零件，该零件可以通过焊接或者卡扣的方法与车身固定连接。同时为了降低该零件的重量，可以在设计时适当地将负荷载体的结构部分地去掉掏空，以形成交错的

上海汽车２０１０．０８框架结构，确保其强度满足要求。

通过对比增强前后的碰撞性能，可以发现该零件能够显著地提高Ａ柱的强度以及整车碰撞安全性能。图５所示为结构增强泡沫所安装的区域，图６为该零件的有限元模型。

图５结构增强泡沫安装在Ａ柱空腔内

取Ａ柱的向后运动位移（见图７）、前门框的弯曲角度（见图８）、车体加速度进行对Ｉｉｉｉ强前后的变化，见表１。

在左右两侧均加上该加强件，分析正面１００％刚性全宽碰撞以及正面４０％偏置碰撞中加速度曲线的变化情况，从结果可以看出，增加该零件对车

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图６结构增强零件的有限元模型

图７Ａ柱向后运动位移

图８前门门框弯折角度

表１结果对比

试验值未增强前增强后Ａ柱上位移Ｄｌ３６．２４２４．４４ｍｍ１５．６９ｍｍ

Ａ柱下位移Ｄ２２２．５８１６．４ｍｍ１０．４３ｍｍ前门门框弯折角度Ａ６．６７。３．Ｏ。

体加速度无大影响，如图９、１０所示。图１１所示为增加该加强的零件后Ａ柱及前门门框的变形情况，可以看出未增强前的Ａ柱折弯现象消失，保持了乘员舱较好的完整性。

３结语

本文介绍了某款车型中应用的复合车体加强技术，该技术与传统的钣金件加强或者高强度钢

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图９正面４０％偏置碰撞加速度曲线

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图１１加强Ａ柱后的乘员舱变形

的应用不同，其采用的方法是通过化学反应生成一种结构加强泡沫，通过对车身局部空腔填充该泡沫，达到增强其强度的目的。通过实际项目的应用发现，该技术对提高整车碰撞安全性能有较好的改进作用，具有广泛的应用前景。

参考文献

Ｉ黄世霖，张金换，王晓冬，等．汽车碰撞与安全［Ｍ］．北京：清华大学出版社，２０００．

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