汽車側(cè)面碰撞B柱結構優(yōu)化設計

連勝利，張向亮，劉劍，馬永強

（長城汽車股份有限公司技術中心，河北省汽車工程技術研究中心，河北 保定 071000）

汽車側(cè)面碰撞B柱結構優(yōu)化設計

連勝利，張向亮，劉劍，馬永強

（長城汽車股份有限公司技術中心，河北省汽車工程技術研究中心，河北 保定 071000）

某轎車側(cè)碰仿真試驗過程中，發(fā)現(xiàn)B柱上端侵入量過大，針對B柱結構進行問題分析，提出結構優(yōu)化方案。經(jīng)仿真驗證，優(yōu)化后的結構滿足碰撞要求和成型要求。

側(cè)面碰撞；B柱；結構優(yōu)化

CLC NO.: U467.1 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2015)04-11-02

前言

汽車側(cè)面碰撞事故是我國發(fā)生頻次較高、造成損失最大交通事故。根據(jù)2005年數(shù)據(jù)統(tǒng)計，汽車側(cè)面碰撞事故的發(fā)生率占整個交通事故的27%，造成事故損失占42%，針對此現(xiàn)象，我國制定了汽車側(cè)面碰撞乘員保護標準GB 20071－2006，于2006 年7 月1 號實施，故提高汽車側(cè)面碰撞安全性能成為汽車行業(yè)的重要研究課題，本文針對某自主品牌轎車側(cè)面碰撞安全性存在的缺陷, 結合側(cè)面碰撞試驗,采用計算機仿真技術闡述了汽車側(cè)面碰撞安全性的設計與優(yōu)化。

1、試驗結果

根據(jù)法規(guī)要求，臺車以50KM/H速度側(cè)面碰撞車體，車體變形后能達到相關要求。其中一條重要經(jīng)驗便是對于A級車B柱及車門的變形量不得超過180mm。某自主品牌轎車根據(jù) CAE對車身數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)B柱上端有折彎現(xiàn)象，侵入量最大為213mm過大，具體情況見圖1。

2、缺陷分析

通過分析車身碰撞側(cè)B柱、門檻梁、車門防撞桿等部位的變形可知，該車型門檻、車門防撞梁變形量較小，主要由于B柱整體結構較弱，導致車身B柱剛度偏低，造成侵入量大。

3、結構優(yōu)化

3.1 B柱鉸鏈加強板優(yōu)化

考慮到B柱還不夠強及修改量最小，修改B柱鉸鏈加強板。將原有材料SATH400/T=2.3 改為SAPH440/T=2.5。分析結果如圖2。根據(jù)圖2顯示，加強B柱加強板對側(cè)碰的侵入沒明顯改善，此方案不能滿足要求。

3.2 減弱車門防撞桿

考慮到B柱上端相對較弱，且車門防撞桿基本沒有變形。減弱車門防撞桿，讓其充分變形，吸收更多的能量。將原來車門防撞桿材料BR1500 HS 改為普通加強材料B210P1。經(jīng)分析，對側(cè)碰的侵入基本沒改善。見圖3。

3.3 B柱鉸鏈加強板向下加長

考慮到將碰撞力分散，將B柱鉸鏈加強板向下加長，與B柱加強板一致，和門檻梁連接起來。使碰撞時將碰撞力通過B柱鉸鏈加強板傳到地板上。具體見圖4。

3.4 B柱加強板上段加強

考慮到B柱加強板上段變形，直接對變形處加強。第一種方案就是在變形處加加強板，但B柱鉸鏈加強板處焊接邊較短，必須用CO2焊接，影響生產(chǎn)節(jié)拍，且會增加車重。第二種方案便是直接加強B柱加強板（激光拼焊板）上段材料，由原來的B210P1改為B400/780DP，這種修改相對方便，不會引起大的變更。首選第二種方案進行分析，其變形如圖5從圖中可以看出，最大變形量為167mm，能滿足碰撞要求。由于對材料的屈服強度進行加強，同時讓模具工程師對成型性進行分析，結果屈服強度太高，局部有開裂現(xiàn)象。為了更改量最小化，又將材料改為B340/590DP，這樣最大變形量為175mm，能滿足碰撞和成型的要求。

4、結論

在汽車側(cè)面碰撞系統(tǒng)設計過程中，B柱結構設計為重要部位，方案設計時要同時考慮子系統(tǒng)材料、結構、成型性對整體系統(tǒng)影響，確定最優(yōu)方案。

[1]陳曉東等. 汽車側(cè)面碰撞計算機仿真方法[ J ]. 汽車工程, 2004, 26( 1) : 65- 69.

[2]GB 20071—2006 汽車側(cè)面碰撞的乘員保護.

[3]朱西產(chǎn) 轎車側(cè)面碰撞安全性的試驗研究[C ]. 中國. 汽車工程學會2003 學術年會Sup. 北京: 機械工業(yè)出版社, 2003: 1096-1101.

The optimizational design of the vehicle B pillar in the lateral impacte

Lian Shengli, Zhang Xiangliang, Liu Jian, Ma Yongqiang
（Technical Center, Great Wall Motor Company Limited, Major Lab. of Vehicle Safety Integration and Smart Control in Hebei Province, Hebei Baoding 071000）

In the simulation test of the lateral impacte, the invasive displacement of the top of the B pillar is too long. So the structure of the B pillar should be analysised and a optimizational method should be supplied. After the simulation test, the optimizational structure can meet the requirements of lateral impact and forming.

side impact；B pillar；Structure optimizations

U467.1

A

1671-7988(2015)04-11-02

連勝利，工作于長城汽車股份有限公司技術中心，本科學歷，中級工程師，從事汽車內(nèi)外飾、車身產(chǎn)品設計開發(fā)。