车身被动安全性CAE仿真研究*

随着节能低碳理念的深入普及，轻量化车身（铝合金车身、塑料车身等）的发展越来越快，轻量化车身比传统钢板车身能够大幅度地减轻汽车质量，从而降低油耗、节约成本、保护环境。但是轻量化车身也面临着结构强度不足、刚度低和低频振动等问题，研究轻量化车身的被动安全性，降低碰撞后的损失、将乘员的伤害降到最小，是提升汽车被动安全性的主题。

汽车车身被动安全性的研究方法主要包括实车碰撞试验和CAE仿真分析。实车碰撞试验客观、真实，可得到全车的损坏情况，但却不易得到车体具体应力分布和材料内部的破坏情况，且试验费用高昂，周期较长。为克服上述不足，并得到实车试验不易得到的数据，对车身被动安全性进行CAE仿真分析已成为必不可少的研发环节。

1 车身结构安全性基本要求

为了乘员和行人的安全，车身结构必须满足：

（1）碰撞过程中保持驾驶舱（安全舱）的完整性，保证生存空间；

通过示范区建设，提高了马铃薯播种与收获机械化技术水平，为本地区传统农业向现代化农业转变奠定了物质技术基础。

汽车正面后碰通过后面70%重叠可变形壁障碰撞

（2）发动机舱（电动汽车电机舱）及行李舱等吸能结构以可控制的方式发生弹塑性变形，即：具有正确的力传递路径，金属吸能管不发生失稳，可进行叠缩变形吸能；

（6）仿真计算；

汽车被动安全试验主要包括正面碰撞、正面后碰和侧面碰撞[1]，具体如下。

2 车身被动安全性CAE分析流程

（4）定义碰撞接触面；

另外，为确保调查研究的真实、有效、客观、全面，本课题组成员奔赴体校，并对部分运动员、教育管理人员等就文化教育的现状、管理等问题进行了实地调研和访谈。

（1）建立车身有限元 FEM模型；

在准备工作到位的基础上，将所有设计资料整合起来，按照业主的要求，在规划约束下完成设计过程。设计内容包括主体结构、内部构造等，尽量在设计中融入创新思想，将传统商场的风格进行改造，并设置植物种植区，改善商场内部的空气质量。方案设计可同时选择几个团队进行，完成后在计算机上建立模型，根据相关测试结果，选出最优方案，并针对相应的设计问题进行改进。可见若想设计出竞争力较强的商场建筑，设计师必须具备很强的思维水平和创新能力。

学者们对母语在第二语言迁移中所起的作用的研究，可以帮助老师更清楚地认识到学生产生偏误及语言学习的难点和产生障碍的原因，及时帮助学生纠正错误，避免再次发生类似的错误，从而帮助老师更好地展开教学，使学生更好、更快地掌握第二语言。

1.3 实验方法 小鼠在麻醉状态下接受气管插管，放置于体描箱内记录静息状态下呼吸状态。潮气量设置为1 ml，呼气/吸气比为20∶10，机械通气频率为100次/min。预设用力吸气量为5 ml/kg，待小鼠呼吸平稳后，记录呼气过程。连续5次肺活量测量后，计算平均值作为用力肺功能呼气指数。在模型建立6、18、36 h后，检测肺功能。

（3）导入碰撞壁垒和定义车辆碰撞初始速度；

（2）设置安全碰撞类型；

进行车身被动安全性CAE分析的一般流程为：

（5）定义输出文件；

（3）为防止车内乘员与内饰件发生二次碰撞，外部结构应使变形能与冲击动能相平衡，使乘员减速带最小；

在我国绝大多数的行业成本管理系统中，都有着片面的成本管理。完善信息化环境管理信息系统，收集产品设计、材料采购成本、库存商品总成本、生产成本、管理成本、销售成本等具体信息，这样对各项成本的管理更加全面。研究发现，仅仅有38.33%的企业建立了全面的、真实的成本信息系统。而这很少比例的数据信息对科学有效的实施成本管理发挥了不可替代的作用。先进的成本管理重视每一个部门的参与和协调，但是片面的成本管理出现了财务部门自己掌控的局面。协调不好配合不好就导致了成本管理一直处于一种落后的状态。

（7）计算结果分析。

3 车身被动安全性试验的仿真

（4）保证车身刚度，防止因门框变形导致碰撞后车门无法打开，尽量防止因车窗变形使玻璃破碎伤害乘员。

3.1 汽车正面前碰

汽车正面前碰试验的目的是检测车身变形区域的吸能效果，并检测车内约束系统的匹配情况。其通过正面40%重叠可变形壁障碰撞来完成，建好的碰撞模型如图1所示。

  

图1 正面碰撞CAE模型

碰撞初始速度为56k m/h，经仿真计算，碰撞结果如图2所示，最大变形发生在前保险杠，A柱、B柱和车门未发生明显变形。如车内建有假人模型，则可对假人的头部、胸部以及腿部受到的撞击进行测量与评估，也可有效评估安全带和安全气囊的效果。

  

图2 正面碰撞仿真结果

3.2 汽车正面后碰

第二，马克思最基本的理论之一为社会存在决定社会意识，这同样适用于死刑制度的废除。在社会意识当中囊括了社会心理，社会心理包括需要和利益两个层面。就需要而言，包括民众的安全需求与公正需求；就利益而言，利益是满足人民需要的主客观条件的概括。当死刑制度废除时，也会深层次改变民众的观念。民众反对死刑制度的废除，无非是畏惧自己的安全需求与公正需求不能得到满足，自己的利益无法得以实现。当死刑制度的废除能够满足需求和利益的条件时，民众的观念自然也就发生了改变，这就需要在制度上采取更加合理有效的措施，比如建立社会安全机制，完善多元化纠纷解决机制等等。

※＊基金项目：浙江省教育厅科研资助项目（Y201329664）资助。

作者简介：王强，副教授，技师，工学硕士，研究方向为新能源汽车技术、汽车检测与维修技术等。来完成，建好的碰撞模型如图3所示。

  

图3 正面后碰CAE模型

碰撞时，壁障初始速度为80km/h，经仿真计算，碰撞结果如图4所示，最大变形发生在后保险杠及车尾，C柱和车门未发生明显变形。

  

图4 正面后碰仿真结果

3.3 汽车侧面碰撞

侧碰的仿真模型如图5所示。

  

图5 侧碰CAE模型

碰撞时，壁障初始速度50km/h，经仿真计算，碰撞结果如图6所示，车身侧面变形较大，已对乘员造成一定的伤害。

  

图6 侧碰仿真结果

4 车身被动安全性设计要点

（1）出于安全考虑，车辆结构设计上，在碰撞过程中，中间乘员舱的变形要尽量小，以保证乘员有足够的生存空间；车身前、后舱的变形要适当，既要能吸收碰撞过程中的动能、减少乘员受到的碰撞冲击，也要尽量避免因变形过大而影响到中间乘员舱。

图5(b)显示，经过真空扩散焊的6061铝合金水冷板，表面仍保持铝的金属光泽，无氧化；焊缝均匀致密，水冷板变形量不高于0.5%.经过2 MPa水压试验，无渗漏现象，耐压性能符合产品的设计要求.

（2）利用金属的塑性变形来设计吸能结构[2]，如轴向叠缩吸能、收缩变形吸能，金属管侧向压溃变形吸能、金属管弯曲吸能等。

（3）车身前后保险杠可以使用吸能特性好的材料，如蜂窝铝，泡沫铝，复合材料（纤维增强塑料、智能磁流变材料）等。

（4）车门内板夹层可适当增加肋板和加强筋，并使用高强度材料，以提高车身侧面抗变形能力，保证乘员安全。

【参考文献】

［1］胡志远,曾必强等.基于LS-DYNA和 HyperWorks的汽车安全仿真与分析[M].清华大学出版社,2011.

［2］孙凌玉.车身结构轻量化设计理论、方法和工程实例[M].国防工业出版社,2011.