前車門鉸接連接對汽車小重疊碰撞的影響分析

前車門鉸接連接對汽車小重疊碰撞的影響分析

自2012年美國公路安全保險協會（IIHS）制定小重疊碰撞（SOI）測試以來，汽車制造商致力于在車身結構中開發出多種優化方案，用來獲得IIHS較高的安全評級。SOI測試規定，汽車以64km/h的行駛速度正面撞擊重疊率25%的剛性障礙物，記錄該測試條件下對駕駛員頭部和腿部產生的損傷。與SOI測試結果相關的汽車結構包括兩部分：汽車駕駛室前部結構；駕駛室周圍結構。其中，汽車駕駛室前部結構用來吸收產生的碰撞能量，并為汽車遠離障礙物偏轉提供足夠的強度和剛度。而駕駛室周圍結構則通過具有足夠強度和剛度的金屬覆蓋件為駕駛員提供保護，防止碰撞碎片、異物進入駕駛室。

在改善汽車小重疊碰撞特性而進行優化設計時，主要通過優化駕駛室周圍結構來實現。駕駛室周圍結構包括前車門、A柱、B柱和汽車頂部車架。利用有限元分析方法對駕駛室周圍結構在小重疊碰撞下的能量吸收情況進行仿真。在構建仿真模型時，以一輛B級車作為原型車。仿真分別記錄小重疊碰撞下車輛A柱、B柱加速度曲線，前車門門框變形量和各部件的吸能情況。仿真結果顯示，小重疊部分車體變形劇烈，左側車輪向后潰縮，A柱侵入駕駛室，前車門鉸接處發生斷裂。A柱侵入駕駛室可能與前車門鉸接處斷裂相關。對此，又進行了增大前車門鉸接處的強度和剛度的優化，并對優化后的結構進行有限元仿真。仿真結果表明，增加前車門鉸接處強度和剛度，有利于防止A柱侵入駕駛室，保證鉸接處不發生斷裂，能夠很好地保證汽車其它結構碰撞能量的吸收。因而，前車門與車架連接的兩個鉸接接頭在小重疊碰撞中發揮著重要作用。

Eric S.Elliott et al.SAE

2016-01-0402.

編譯：李臣