微车A柱截面特性研究.pdf

微车A柱截面特性研究
张玉珠,程娟,于功琦,袁玉柱
(上汽通用五菱汽车股份有限公司,广西柳州545007)
摘要:以微车A柱截面为研究对象,对比研究3种微车A柱截面特性,并通过仿真和实验对比研究A柱截面对正碰前车门开
启性的影响。
关键词:微车;A柱;截面特性;CAE分析
Study on Mini Car A Pillar Section Character
ZHANG Yuzhu, CHENG Juan, YU Gonggi, YUAN Yuzhu
(SAIC-GM-WULING Automobile Co, Ltd, Liuzhou Guangxi 545007, China)
Abstract: Taking the mini car A pillar section as the research object, the section characters of three kinds of mini car A pillar were com
pared. And through simulation and experiment comparative study, the influence of A pillar section on the doors open performance after frontal
collision
Keywords: Mini car; A pillar: Seetion character; CAE analysi
0引言
正面碰撞是汽车碰撞事故中最多、对人体危害最大的碰
汽车作为现代化的交通工具,和人们的生活、生产有着密撞形式。无论在传统正面碰撞传力路径设计,还是在新型传
切的联系。安全、节能和环保已成为汽车行业的三大热点,是力路径设计中,A柱均为上层传力路径中不可缺少的一部分,
各汽车制造企业产品设计所追求的目标。其中,汽车的安全性如图2、3所示2。文中以A柱截面作为分析对象,即图1中
与人的生命和财产安全关系最为直接,不仅得到了有关政府部
107A
门的高度重视,而且也是广大群众关注的焦点之一。汽车安全
性可分为主动安全性和被动安全性两大类。主动安全性指的是
对汽车结构进行合理设计或安装车载设备,主动防止和避免事
故发生的能力;被动安全性则指汽车发生意外事故时对乘员进
行有效保护的能力。通俗地讲,主动安全性保证汽车行驶时
“有惊无险"”;而被动安全性则是使汽车发生事故时做到“车毁
人不亡”。车身的安全性能越来越受到重视,汽车中CAE分
析的应用既减少了实验次数,降低了实验费用,又缩短了产品
70%
开发周期,在汽车行业中扮演着越来越重要的角色。
40%
微车截面
微车中典型截面很多,如图1所示。
图2传统的正面碰撞传力路径
TO2E
20%
T10C
TIIC
%
TOSF
15%
T16A
2%
T22A
T22E
30%
图1微车部分截面
图3新型的正面碰撞传力路径
收稿日期:2015-06-10
作者简介:张玉珠(1980-),硕土,工程师,研究方向为CAE在汽车开发中的应用。E-mail:yuhu.zhang(@sgmw.com.cm
2015.10 Automobile Parts
O57
研究与开发
2截面分析
算结果。从计算结果来看:车型3的零件断面面积是最大
截面分析的主要参数有:截面惯性矩,、,扭转常数(的,达到302.43mm,用料最多,主要原因是车型3与其他两
Torsional Constan),零件断面面积(Area),截面封闭面积种车型相比多加强板;车型2的截面惯性矩,、!和扭转常数
( Enclose Areas)。
要大于其他两种车型,因此车型2的A柱截面抗弯性能和抗扭
惯性矩1、1主要反映截面的抗弯性能,1、1越大,截性能要好于车型1和车型3;由截面封闭面积来看车型2最大,
面的抗弯性能越好。扭转常数主要反映截面的抗扭性能,扭转达到244.32mm,也就是说车型2的A柱是最粗大的;最后
常数越大,抗扭性能越好。零件断面面积主要反映截面所用材从形状可以直观地看到3种车型的不同点,车型3比其他两种
料的多少。截面封闭面积主要反映截面空间尺寸的大小。截面
车型多加强板,车型2相对其他两种车型更接近圆形,正是这
分析主要比较截面的/,、1及扭转常数。
种形状促使车型2的截面封闭面积远远高于其他两种车型。综
表1为使用 hypermesh获取的3种微车A柱截面的仿真计上分析,从安全方面考虑车型2优于车型1和车型3
表13种微车截面参数
车型
车型2
车型
零件断面面积/mm
188.913
229.048
302.43
載面惯性矩/m
76059
10679
I/mm
73380.4
92569.4
91239.7
扭转常数
52796.9
67017
截面封闭面积/mm
1564.77
2445,32
1492.779
形状
3A柱对整车正碰的影响
在正面碰撞中A柱在传递碰撞的同时,其本身的变形、位
移也直接影响到碰撞结果。国家法规GB11551乘用车正面碰撞
的乘员保护要求对于每排座位,碰撞后至少ー个门能打开。
如图4、5所示,实车实验中发现A柱存在变形,直接影响前
车门的开启性
图5碰撞后A柱
图6、7为车型1正碰仿真模型碰撞后左前车门框及A柱
局部变形图,可以看到A柱在碰撞后有一定的变形量。为了评
价它对车门开启性的影响,采集如图8所示6个测量指标评价
碰撞前后门框变形量。仿真结果见表2,分析数据认为不影响
前车门开启性。在实车碰撞实验后,左右侧门均可以正常打
图4碰撞前A柱
开,如图9、10所示。
研究与开发
Automobile Parts 2015.10