淺析汽車保險杠系統碰撞性能研究

王猛

摘 要：汽車的安全性是自汽車工程正式投入生產以來都極為重要的一個話題，近年來隨著汽車工業的發展進步，人們對汽車安全性能的需求更加強烈，汽車在制造過程中對安全性能方面投入更多的精力。各個汽車生產商更多數從汽車安全性能的角度以達到吸引顧客的目的，因此在汽車的生產過程中，對汽車安全例如耐撞性能方面的設計成為了至關重要的步驟之一。作為汽車的設計人員不僅僅要保證駕駛人及乘車人在事故發生時的安全，還應該對汽車在遭受碰撞后的可維修性進行考慮和設計，因此在汽車碰撞過程中的耐撞過程中的重要部件之一的汽車前保險杠的耐撞性極為重要。

關鍵詞：保險杠;碰撞分析;碰撞性能

1 國內研究現狀

在參照歐盟ECER42的法規制定標準的前提下，根據對汽車前后的保護裝置評價標準制定了GB17354-1998，該規定中的內容與歐盟所提出的ECER42規定要求基本相同。例如在規定的新車評價程序中，對生產汽車的安全性能提出了更高的要求。此法規與汽車碰撞安全法規不同的是，NCAP是由政府、保險公司以及消費者組織等相關人員或機構共同探討并制定的，因此，它提出的評價標準以及測試條件往往比法規所提出的規定更加嚴格。為了促進我國汽車行業制造的產品安全技術的水平能夠更好更快發展，實現成功降低道路交通安全產生事故的傷亡率，并達成形成汽車和諧社會的目標，我國汽車技術研究中心于2006年推行了中國新車評價規程（C-NCAP）。并在2018年版的C-NCAP管理規章中增加了在汽車生產過程中對行人保護試驗以及相關的評價要求，各大汽車工程廠商在新型汽車的開發過程中，將對汽車保險杠結構設計方面投入更多的精力，已經著手在生產過程中增加了行人保護下橫梁，這將在行人與汽車發生碰撞時，該項設計可以適當改變人體的運動軌跡，以達到防止人腿部卷入車底的目的。

2 碰撞性能研究方法

2.1 碰撞試驗分析

在進行試驗的過程中，碰撞試驗可以分為兩種形式：實車碰撞試驗和模擬碰撞試驗（臺車試驗）。其中，實車碰撞試驗是指用生產出來的整車按照規定中的相關制度以及規范進行的相關碰撞試驗，通過這種試驗方式，能夠確切檢查新開發的車輛是否滿足車輛出廠銷售的基本要求以及相關制度法規規定的要求。在進行該項試驗時，涉及到的汽車零部件較多，制造樣車會發生較高的成本消耗，并且此類試驗屬于破壞性試驗，在進行試驗以及試驗過后收尾工作中的花費都較高。除此之外，還需要根據事故可能發生的多樣性來進行多種場景的設定，因為在事故發生過程中總會受到多重因素的影響，故進行試驗的條件不能完全相同。盡管這種方法相對耗時耗力，也會消耗相對較多的成本，但實車碰撞的試驗方法是最接近真是事故的場景，這也是針對駕駛員及乘車人在事故發生時的狀態以及對車輛安全性能的考量最為直接并且有效的方法。因此相較于其他的模擬試驗方法，我們更傾向于選擇真實碰撞的方式來對車身的整體性能以及前保險杠的相關性能進行考量。例如NCAP以及IIHS，這二者便是通過對市場上購買的新車進行嚴格以及全面性的實車碰撞測試。

臺車碰撞試驗所指的是對整車碰撞試驗進行的一種簡化模擬形式，我們通過借助試驗臺車來模擬實車的約束條件，確認汽車零部件的碰撞。臺車試驗相對實車碰撞的試驗方法，有效地降低了試驗過程中產生的成本，可以進行重復試驗等操作，也適當地縮短了研究周期。

2.2 碰撞仿真分析

通過試驗的方法進行車輛碰撞性能的研究盡管能做到真實，但仍舊存在著一些不可避免的局限性。近年來，隨著計算機技術及建模等技術的快速發展，出現了計算機仿真技術，與前文所述的試驗方法進行對比后，發現該研究方式主要有以下優勢：

（1）對開發成本的節約。通過運用計算機仿真的試驗方法，不需要進行整車的破壞性試驗，也大大減少了電器等硬件設備的使用，大量地節省了物力和人力成本。

（2）縮短開發周期。在進行產品設計以及開發的過程中，對CAD數據進行了仿真計算分析，及時進行了有關產品結構的優化，以此達到縮短零部件開發周期的目的。

（3）具有良好的可重復性。計算機仿真試驗在設計操作的過程中不受外部條件因素的影響，研究者可以在試驗過程中通過計算機來進行外部條件的模擬。因此，通過改變某一變量的方式進行試驗，很容易就可以獲取該參數對于碰撞性能的影響。

（4）可以獲得任意所需數據。在試驗過程中進行數據采集和整理時，計算機仿真試驗可以不受試驗設備以及進行檢測的位置的限制，只要在對應的監測點建立局部的坐標，就可以獲得所需數據。

3 結論

根據超靜定結構的力法求解理論以及有限元理論分析，在以汽車工程為實際應用背景的前提下，將我國國產汽車行業中的乘用車的前保險杠作為首要研究對象，通過該機械設計與制造的試驗研究表明，在進行滑動軸承可視化研究所有的汽車零部件時，需要做到各部分程序都進行精細加工，嚴格按照制造標準進行;通過對工藝路線的討論，對工藝路線和工藝參數進行適當地優化處理，以達到保證試件的各方面標準達到要求，將試驗結果投入使用，更進一步地促進我國汽車制造業的發展，通過這樣的試驗也能夠做到在汽車行業高速發展的過程中保證車輛的安全性能。

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