考慮正面碰撞特性汽車前縱梁輕量化設計分析

崔華麗，李 峰，于 華

（1.鄭州經貿學院智慧制造學院，河南鄭州 450000；2.河南科技大學材料科學與工程學院，河南洛陽 471000）

1 引言

汽車發生正面碰撞時，防撞梁將載荷均布傳遞給前縱梁，前縱梁需要具有一定的強度，實現能量的傳遞，同時當載荷超過一定限度時，通過變形吸收能量。因此，通常選用強度較高，厚度較大的材料，高強鋼作為首選之一。隨著輕量化需要的不斷提升，前縱梁輕量化也出現了多種形式，結構、材料及工藝等均有涉及［1］。強度提升厚度減薄是最常用的輕量化手段，而這并非單獨的材料厚度變化，還需對零件的成形性、安全性等進行分析。研究實現輕量化的同時，保證碰撞安全性具有重要意義。

學者們對前縱梁輕量化開展了一定研究：文獻［2］采用模型仿真分析的方法，對前縱梁進行激光拼焊設計，滿足碰撞性能的同時，實現輕量化目標；文獻［3］對比不同形式的前縱梁碰撞安全性差異，在此基礎上對比不同方案的價格差異，以獲取最優的設計方案；文獻［4］應用安全性分析，根據設計星級要求，對車身前端縱梁結構和用材進行匹配設計，滿足安全性要求的同時實現輕量化設計目標；文獻［5］基于正面碰撞模型，分析前縱梁表面增加碳纖維后，整體的碰撞安全性變化；文獻［6］通過分析不同截面結構的吸能性差異，以此對前縱梁進行優化設計。此類高強輕量化設計更多的依靠經驗設計和現有標桿設計，正向優化設計較少，對等強度減薄開展研究，為輕量化設計提供支撐。……