汽车防撞梁的结构强度分析及优化
汽车车门防撞梁结构改进与安全性分析
第6期(总第205期）2017年12月机械工程与自动化MECHANICAL ENGINEERING&AUTOMATIONNo . 6Dec.文章编号：1672-6413(2017)06-0001-02汽车车门防撞梁结构改进与安全性分析+华琰，徐晶，陈新文，单金良，李磊，谢显晨(扬州大学机械工程学院，江苏扬州225127)摘要：为降低汽车在发生侧面碰撞时对驾乘人员的危害，减小对驾乘人员空间的侵入，提出一种汽车车门防 撞梁的改进结构，可更好地吸收汽车发生侧面碰撞时产生的能量，从而为车辆提供足够的缓冲空间。
改进后 的防撞梁结构采用一字形市置且截面呈“W”状，相对已有的防撞梁结构更为筒单，对安装空间的要求不 高，在提供良好的侧面保护的同时兼顾轻量化设计的要求。
最后，采用H yperM esh 对改进后的防撞梁进行有限元分析，以确保其满足安全性要求。
关键词：车门防撞梁；结构改进；安全性分析 中图分类号：TP391. 7文献标识码：A〇引言汽车侧面是汽车整车结构中最为薄弱的部位，一旦发生侧面撞击，车门易侵入车内空间，极大地危害乘 员的人身安全[1]。
为了提高汽车在发生侧面碰撞时的 安全性和稳定性，在车门内部布置车门防撞梁已经成 为各大汽车公司的车门结构标配。
若防撞梁的强度和 刚度不足，同样会造成车门出现较大的变形，从而进一 步压缩乘员的生存空间，威胁乘员生命安全。
本文针 对车门防撞梁的结构进行改进设计，对提高车门防撞 梁的抗撞性能有着非常重要的意义。
车门防撞梁安装位置处于车门内部，常见布置形 式有Y 形布置和一字形布置。
由于一字形结构加工 更容易，成本较低，所以本文采用一字形布置，并采用 HyperMesh 对改进后的防撞梁进行有限元分析，以确 保其满足安全性要求。
1车门防撞梁的结构设计1.1 车门防撞梁的截面形状设计和壁厚的选择在汽车发生侧面碰撞时，布置在汽车拉门内部的 防撞梁起到了很重要的缓冲作用，其中防撞梁的截面 形状能够直接影响汽车缓冲吸能的性能[2]。
探讨汽车副车架强度模态分析及结构优化
探讨汽车副车架强度模态分析及结构优化1. 引言1.1 研究背景汽车副车架是汽车重要的结构部件之一，承担着支撑车身、吸收冲击力、传递动力等重要功能。
随着汽车的发展，人们对汽车副车架的要求也越来越高，希望能够在保证结构强度的前提下减轻重量，提高燃油效率和安全性。
现有汽车副车架结构往往存在过多的冗余部分和设计缺陷，导致结构重量过大、强度不足等问题。
对汽车副车架进行强度模态分析和结构优化显得尤为重要。
通过分析副车架在不同工况下的受力特点和振动模态，可以发现潜在的弱点和瓶颈，从而有针对性地进行结构优化，提高其整体性能。
基于以上背景，本文将针对汽车副车架的强度模态分析和结构优化展开研究，旨在为汽车工程领域提供更有效的设计方案和优化策略，促进汽车轻量化、高效化的发展。
1.2 研究意义汽车副车架是汽车重要的结构部件之一，其负责支撑整车重量并承载各种动态载荷。
对汽车副车架进行强度模态分析和结构优化是非常重要的，具有以下几个方面的研究意义：汽车副车架的强度模态分析可以帮助工程师了解其在不同工况下的受力情况，从而预测可能存在的强度问题，为设计提供参考和改进方向。
通过分析副车架的振动模态，可以确定其固有频率和形态，进而评估结构的动力性能和耐久性。
结构优化可以有效地降低副车架的重量，提高结构的刚度和强度，降低振动和噪音，进而改善车辆的行驶性能和安全性。
通过优化设计，可以有效地降低生产成本和能源消耗，提高汽车整体的竞争力。
研究汽车副车架强度模态分析及结构优化还可以推动汽车工程技术的进步和创新，促进汽车制造业的可持续发展。
通过优化设计，可以提高汽车的整体性能和环保性能，满足不断提升的市场需求和法规标准。
对汽车副车架进行强度模态分析和结构优化具有重要的意义和价值。
1.3 研究目的研究目的是为了深入探讨汽车副车架的强度和振动特性，为设计和优化提供理论支持和技术指导。
具体包括以下几个方面的目标：1. 分析副车架的承载能力和抗疲劳性能，找出存在的弱点和瓶颈，为提高车辆整体结构的稳定性和安全性提供依据。
后防撞梁晃动的原理
后防撞梁晃动的原理
汽车后防撞梁之所以会晃动，是因为它的设计使其能够在车辆发生碰撞时吸收和分散能量，从而减轻车辆和乘员的受伤程度。
后防撞梁通常由高强度钢制成，位于车辆后部的结构中，其主要原理如下：
1. 节能吸能：后防撞梁通常采用蜂窝状结构或粘黏剂连接的多层板材，这种结构能够在碰撞时通过压缩和变形来吸收和分散撞击的能量，从而减少对车辆其他部分的冲击力。
2. 延展变形：后防撞梁的设计使其能够在碰撞时发生延展变形，这样可以增加碰撞时间，减小冲击力的峰值，从而降低了车辆和乘员的受伤风险。
3. 结构加固：后防撞梁通常会通过加固结构的方式提高整个车辆后部的刚度和稳定性，从而减少碰撞时车辆的变形程度和后撞的影响。
总之，后防撞梁的晃动原理是通过其特殊的结构设计和材料选择，使其具有吸能、延展变形和结构加固等功能，从而在车辆碰撞中减轻冲击力和提高乘员的安全性。
汽车防撞梁-功能和技术解析
汽车防撞梁的功能和技术解析我们拆解了市面上不同级别主流车型的前后保险杠，然后通过简单的测量来向大家展现不同的车在防撞梁设计上的差别。
由于我们对防撞梁在车身被动安全所起到的作用不是很了解，所以在防撞梁好坏的判断上，我们很大程度取决于自己的感性认识，所以文章中我们只向大家进行直观的展示，并没有做出一些有力、客观的评价。
我觉得既然向大家进行了展示，那么就有必要给出一个标准，而且朋友们对防撞梁也存在很多疑问，比如防撞梁的设计为什么千差万别、防撞梁究竟可以起到什么作用、为什么很多车型到了中国市场取消了后防撞梁...其实这些问题也始终萦绕在编辑们的心头，我们自身也是亟需获取该方面的知识。
带着这些疑问我们主动联系了长城汽车有限公司，希望通过技术专家的讲解来帮助我们深入的了解汽车防撞梁的设计理念和标准。
长城公司的技术专家通过哈弗H5的底盘来向我们讲解有关防撞梁的知识，同时文章也主要以问答的形式来解答广大朋友对于防撞梁方面的问题。
●防撞梁可以起到什么作用？大家都知道三角形是最稳定的一个结构，而车身骨架其实就是由许多不规则的三角形所组成，用以抵御来自四面八方的冲击，但是需要说明的是，汽车的骨架并不是所有地方的承受力都一样，因为这关系到力的传导、溃缩等等。
从图中我们可以看到，不同颜色代表着材料的屈服强度不同，红色为超高强度钢，黄色材质的屈服强度则稍弱一些，而粉色部位的屈服强度最低，它主要起到溃缩吸能的作用。
前后防撞梁的意义就是车辆第一次承受撞击力的装臵，在车身被动安全方面有一个重要理念就是一点受力全身受力。
说白了就是汽车车体的某一个位臵受到了撞击，如果仅仅让这一部位去承受力的话，那么达到的保护效果会很差。
如果在某一点受到力的时候，让整个骨架结构去承受力，则可以最大限度的降低一个点所受到的力的强度，特别是前后防撞钢梁在这里就起到很明显的作用。
在这个结构中我们可以看到，防撞梁两端连接的是屈服强度很低的低速吸能盒，然后通过螺栓的形式连接在车体纵梁上。
汽车防撞梁用7003_铝合金成分优化及停放稳定性研究
0引言随着汽车轻量化的发展以及汽车用铝合金型材高强度需求，近年来7×××系合金在车辆上的应用越来越多。
7003合金属于Al-Zn-Mg 系，它具有较高的强度、良好的焊接性及优良的抗腐蚀性能，在车辆、建筑、桥梁、工兵装备和大型压力容器等方面都有广泛应用[1-3]。
一直以来人们对7×××系铝合金的固溶处理、时效特征及常规力学性能等进行了大量研究，并取得了很多重要成果[4-5]。
例如胡权[5]等人对7003铝合金时效温度和时间对其组织与力学性能影响进行研究，结果发现：随着时效温度的提高，铝合金强度达到峰值的时间缩短，并且两个峰值之间的时间间隔也缩短，时效温度为120℃时，铝合金的第二峰值强度高于第一峰值强度；时效温度高于120℃时，铝合金的第一峰值强度高于第二峰值强度。
汽车在进行模拟碰撞试验过程中，防撞横梁则需要较大的强度来抵抗变形，对于防撞系统强度设计要求较高的汽车用铝型材，选用7×××系合金更为牢固可靠。
现有7003合金成分及挤压控制参数型材产品T6时效后不能很好的满足7003-T6力学性能要求，R p0.2≥350MPa ，R m ≥390MPa ，A 50≥12%。
同时由于型材金相组织要求高，加上7×××系合金挤压型材具有较强自然时效现象，后续深加工均需要在未时效状态下进行。
然而，未进行时效的型材随着停放时间延长会导致其力学强度逐渐增加，而加工时间不固定则会导致弯曲角度稳定性差、产品变形较大处易开裂等缺陷，影响型材产品加工品质。
1试验材料及方法1.1试验型材及要求试验型材为汽车用7003铝合金防撞横梁，型材全截面位置壁厚4～5.5mm ，结构相对简单，挤压模具为双孔型材组合模具。
采用卧式4000t 铝合金挤压机，挤压系数为51。
淬火方式采用在线水雾冷却。
上机铸锭要求熔铸后充分均质处理，无明显偏析、表面无油污、裂纹等缺陷，图1为此次试验断面。
汽车防撞梁总成结构设计
汽车车身前后防撞梁系统是汽车被动安全系统的一个重要组成部分，其作用是汽车在发生低速碰撞时（一般是15KM/h以下），吸能盒被压溃而吸收能量，从而可以避免撞击力对车身前后重量的伤害，降低维修成本；在高速偏置碰撞中，汽车防撞梁可以有效的将撞击力通过前纵梁对保护翼子板，散热器，发动机罩和灯具等部件起着一定作用，后横梁则可以减少行李舱，尾门，后灯具等部件的伤害。
1.防撞梁总成设计要求车身防撞梁总成是保存时上相对独立的总成，能够降低车辆低速碰撞后的维修成本，能够提高车辆的安全性和经济性以及行人保护，同时在汽车设计过程中必须要满足下列基本要求。
∙汽车防撞梁的设计必须符合相应的法规要求：汽车前、后端保护装置《GB 17354》和行人保护法规《GB/T 24550》;∙汽车防撞梁的合理选择断面结构，保证汽车防撞梁要有良好的强度和刚度，并且强度和刚度要分配均匀。
∙合理选择加工工艺方式：成本相差较大，各有优缺点，但在整车中体现的效果也有明显不同，热成型将是未来的发展形势，并且随着后期技术的不断提升及大批量生产，其制造成本会大幅度下降：∙与周边零部件搭接合理，防止与周边零部件间隙过小或干涉；∙控制对散热器迎风面积的影响；∙要满足相关零部件的安装性能要求，如前碰传感器，拖车钩等。
∙合理布局吸能盒压溃槽，保证吸能盒足够长度，保证吸能盒理想的压溃变形状态。
汽车防撞梁总成结构形式：车身汽车防撞梁总成一般由汽车防撞梁本体，两侧吸能盒和安装板及一些安装用支架组成，汽车防撞梁本体要求屈服强度比较高，这样才能有效的承载撞击力，并有效的分散给整个车身，而两侧的吸能盒屈服强度要求比较低，这样在低速碰撞时能有效的吸收能量，尽可能减小对纵梁的损害，从而减小维修成本，汽车防撞梁个零件结构相对简单，汽车防撞梁本体与吸能盒，吸能盒和安装板一般采用熔焊方式焊接而成。
2.汽车防撞梁本体汽车防撞梁本体主要是冷冲压成型，热冲成型和滚压成型三种加工方式，不同的加工方式对于的汽车防撞梁材料，断面结构不尽相同。
某轿车保险杠横梁结构抗撞性优化
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象． 同时为 约束 系统 提供 了 良好 的 车体减 速 度 波形 。
能够改 善 安全气 囊 点火逻 辑判 断
Hale Waihona Puke 改 进方 案 １ 仅解 决 了保 险杠断 裂现 象 ．未能 达
ｅ ｅ ｇ ｓｅ ｏ ｔ ａ ｓ ｎ ｅ ｏ ｎ ｒ ｙ ｐａ ｓ ｓｔ ｈｅ ｐ ｓ ｅ ｇ ｒｃ ｍｐａｔ ｒｍｅｎ ｉｈ ｋｅ ｔ ｅ ｔ ｒｉ ｒ ｓｏ ｏ ｔ ａ ｓ ｎ ｅ ｏ ｔｗｈ ｃ ｍａ ｈｅｇｒａ ｅ ｎｔｕ ｉｎ ｔ ｈｅ ｐ ｓ ｅ ｇ ｒｃ ｍｐａ ｍ ｅ ｔ ｏ ｓ ｌｅ ｓ ｃ ｔ ｒ ｎ ．Ｔ ｏｖ ｕ ｈ
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试论汽车前防撞梁低速碰撞性能分析及优化设计
试论汽车前防撞梁低速碰撞性能分析及优化设计摘要：随着汽车保有量不断增加，城市道路越来越拥堵，这种现象下汽车行驶速度会减慢，低速碰撞就成为城市交通事故当中最主要的类型。
发生低速碰撞之后前端的防撞梁对汽车重要零部件起到很好的保护作用，因此防撞梁碰撞安全性能一直是汽车被动安全领域内被研究的重点方向。
关键词：汽车；防撞梁1 低速碰撞法规与防撞梁性能评价汽车防撞梁的评价指标主要有防撞梁系统总吸能、碰撞力、碰撞器侵入量。
其中，防撞梁系统总吸能是指汽车在低速碰撞当中，防撞梁是主要吸能部件，应该尽可能吸收更多能量，减少发生碰撞传递到车身上的碰撞能量。
防撞梁系统碰撞力可以表示为防撞梁、碰撞器两者之间的相互作用力。
防撞梁系统碰撞力越来越小，传递到车身上的作用力就会越来越小，对车内部乘客、汽车零部件产生的危害也就越来越小，汽车的碰撞性能也就越小；汽车碰撞器侵入量：防撞梁系统后面安置了散热器与发动机等重要设备，因此防撞梁系统被撞击产生的力度必须小于许可量。
在实际实验过程中如果是整车实验、零部件碰撞实验等成本都比较高；如果车辆防撞梁抗弯强度不足，就无法满足碰撞实验要求。
2 防撞梁碰撞安全性能分析2.1 材料力学性能参数本次研究使用拉伸实验来获取防撞梁材料力学性能参数，建立起防撞梁三点压弯有限元校验防撞梁的抗弯性能，同时验证校正模型建立起有限元模型，从而验证模型。
利用该建模方式来建立汽车防撞梁低速碰撞有限元模型，计算基于ECE-R42法规、CFVSS215法规，验证设计是否满足要求。
为获取防撞梁材料力学性能参数，使用WDW-100D 微机控制电子试验机进行金属材料的拉伸实验。
实验使用材料为AA6082-T6 铝合金，科研用在制作横梁、连接板，以及AA6063-T4 铝合金，可以用来制作吸能盒。
首先制作金属材料用来进行拉伸实验，实验标准以GB/T16865-2013为基准[1]。
表1 碰撞工况分析2.2 防撞梁抗弯强度为保证设计开发效率必须要节约实验成本，首先应该对防撞梁系统的抗弯强度进行校核，通过防撞梁三点压弯实验来验证设计强度是否满足标准，之后再次进行碰撞实验。
汽车车身结构的强度与刚度分析
汽车车身结构的强度与刚度分析汽车车身结构的强度与刚度是保证汽车安全性和行驶稳定性的重要因素。
在汽车设计和制造过程中，对车身结构的强度与刚度进行合理的分析和优化设计，可以提高汽车的整体性能和使用寿命。
本文将从汽车车身结构的强度与刚度两个方面进行分析。
一、强度分析汽车在行驶过程中会受到各种力的作用，如加速度、制动力、横向力等。
因此，汽车车身必须具备足够的强度来承受这些力的影响，以确保车辆在各种情况下都能保持稳定和安全。
强度分析主要是指对车身各部位的受力情况进行计算和评估，确定其是否满足设计要求。
1.1 强度计算强度计算是通过有限元分析等数值仿真方法，对车身结构的受力情况进行模拟和计算，得出各个部位的应力、变形等参数。
根据这些参数，可以判断车身结构是否存在强度不足的问题，并对其进行改进和优化设计。
1.2 结构设计在汽车设计过程中，需要考虑到车身各个部位的受力情况，合理布局材料和加强构件，以提高车身的整体强度。
同时，采用轻量化设计和材料优化等手段，可以在不影响强度的前提下减轻车身质量，提高燃油效率和操控性。
二、刚度分析刚度是指车身在不同行驶条件下的变形和振动情况，通过对车身结构的刚度进行分析，可以评估车辆的悬挂系统、操控性和舒适性等性能。
刚度分析是汽车设计中一个关键的环节，可以直接影响车辆的整体性能和用户体验。
2.1 刚度评估车身刚度的评估主要包括车身的扭转刚度、弯曲刚度和横向刚度等方面。
通过有限元分析和实车试验等方法，可以确定车身在不同受力情况下的刚度表现，评估其是否符合设计要求。
2.2 刚度优化在汽车设计中，刚度优化是通过调整车身结构和材料的布局，改进悬挂系统等方式，提高车辆的刚度表现。
合理的刚度设计可以改善操控性能和舒适性，提升车辆的整体性能表现。
综上所述，汽车车身结构的强度与刚度是确保汽车安全性和行驶稳定性的重要因素。
通过对车身结构的强度与刚度进行科学的分析和优化设计，可以提高汽车的整体性能，为驾驶员提供更加安全和舒适的驾驶体验。
汽车车身结构的强度与刚度分析
汽车车身结构的强度与刚度分析汽车的车身结构是保证安全和性能的基础之一。
车身的强度和刚度对汽车在碰撞、行驶和悬挂系统上承受的力量和压力至关重要。
本文将分析汽车车身结构的强度和刚度，并探讨对车辆性能和安全的影响。
一、强度分析汽车车身的强度是指其在受到外部力量作用下不发生破坏的能力。
强度分析需要考虑车身所承受的各种载荷，如碰撞、颠簸、悬挂系统的负载等。
其中，碰撞是最重要的考虑因素之一。
1. 碰撞强度分析碰撞是指车辆在发生事故时所受到的撞击力。
车身的碰撞强度取决于车身所采用的材料、结构设计和制造工艺等。
高强度钢材料的运用可以提高车身的碰撞强度，并减少碰撞事故对乘车人员的伤害。
2. 抗压强度分析抗压强度是指车身在受到压力作用下不发生破坏的能力。
汽车行驶中会受到来自地面的压力，而高强度材料和合理的结构设计可以提高车身的抗压强度，确保车辆在不同路面条件下的稳定性和安全性。
二、刚度分析汽车车身的刚度是指其抵抗形变的能力。
刚度分析需要考虑车身在行驶过程中受到的扭转、弯曲和弯矩等力的影响。
1. 扭转刚度分析扭转刚度是指车身在受到扭转力作用下不发生过大形变的能力。
合适的车身刚度可以提高汽车的操控性能和行驶稳定性。
2. 弯曲刚度分析弯曲刚度是指车身在受到弯曲力作用下不发生过大形变的能力。
合理的材料选择和结构设计可以提高车身的弯曲刚度，从而提升汽车的稳定性和乘坐舒适性。
3. 弯矩刚度分析弯矩刚度是指车身在受到弯矩力作用下不发生过大形变的能力。
弯矩力通常来自于车辆行驶过程中的颠簸和不平路面，因此，合适的刚度设计可以提高车身的抗颠簸性能和悬挂系统的工作效果。
三、强度与刚度的影响汽车车身的强度和刚度不仅影响车辆的性能，还直接关系到乘员的安全。
1. 性能影响强度和刚度的增加可以提高汽车的操控性能、加速性能和制动性能。
车身的扭转刚度和弯曲刚度决定了车辆在转弯和行驶过程中的稳定性和响应灵敏度。
2. 安全影响强度和刚度的提高可以增加车辆在碰撞事故中乘员的保护能力。
汽车侧面碰撞防撞梁设计毕业论文
2. According to the deformation nephogram and stress characteristics of the simulation model results, the variable thickness design is applied to the optimal design of the anti-collision beam, and the thickness of different positions of the anti-collision beam is changed to achieve the purpose of lightweight.
1.结合市面上常用的车型，设计出帽型的高强度钢防撞梁。通过简化模 型，在 HyperMesh 中建立车门静压实验的有限元模型，用 LS-DYNA 求解的 结果验证设计的防撞梁是否满足法规要求。
2.根据仿真模型结果的变形云图和受力特点，将变厚度设计应用于防撞 梁得优化设计中，改变防撞梁不同位置的厚度，来达到轻量化的目的。
关于汽车防撞梁的几点探讨
关于汽车防撞梁的几点探讨陈金龙，石磊（海马商务汽车有限公司，郑州450016）【摘要】本文介绍了某款车型开发过程中对前防撞梁结构的改进设计有限元分析过程，阐述了防撞梁在汽车安全结构中的重要作用，并引申讨论了几点防撞梁有关的问题。
【关键词】安全防撞梁引言随着我国经济的迅猛发展，汽车的保有量越来越大，交通压力也随之增大，相对而言，汽车行驶在路上发生事故可能性也随之增大，这种形势下，汽车厂商以及购车的消费者对于汽车安全性的要求日益严格。
九十年代汽车消费主要考虑价格、外观、内饰、乘坐舒适性等要求，目前，人们对于整车安全性的要求已经提高，安全带、安全气囊、安全头枕、安全（夹层）玻璃、儿童安全座椅等已经成为大多数汽车的必备配置，与这些被动的安全装置相比，国外一些先进的主动避免碰撞的系统也已问世，大众、沃尔沃等公司已经推出了各具特色的预碰撞安全系统更加先进的安全系统。
对一辆车的安全来说，主动安全和被动安全都必须放到同等重要的位置，而被动安全性能则和一款车型的车身设计有着密不可分的关系，一个坚固并且具有有效缓冲能力的车身能大大降低碰撞对车内乘员所带来的伤害，而先进的设计理念、科学的设计结构和合理的用料则决定着车身是否能在关键时刻力挽狂澜，优化汽车最基本的车身结构是最经济实惠的“碰撞安全系统”。
1汽车防撞梁的重要意义1.1防撞梁的含义什么是防撞梁？防撞梁是一种用于交通车辆前部及尾部的车辆防撞缓冲防护装置，安装有防护板层和弹性缓冲层并将其交替排列安装，且安装有灯具组合，留有风道。
防护板层形状与车辆安装部位相适应，具有一定坚韧度，弹性缓冲层主要由弹性材料组成，形状与防护板层匹配，可做成独立性装置安装在车辆上或在车辆上组装，具有现行车辆保险杠的防护作用并具有缓冲保护作用（见图1）。
汽车的防撞梁实际是车身结构的一部分，按位置分主要有三种：位于前保险杠后面的是前防撞梁、车门上的侧面防撞梁（也叫车门防撞杆）、后部防撞梁（图2所示）。
汽车正面碰撞纵梁结构优化设计
汽车正面碰撞纵梁结构优化设计随着汽车行业的发展，汽车安全性已经成为消费者购车的重要考虑因素之一。
在汽车发生事故时，前面碰撞处的结构是最先承受冲击的部分，因此，纵梁是汽车前面结构中至关重要的部分。
本文将介绍一种汽车正面碰撞纵梁结构的优化设计方法。
首先，需要确定所要优化的纵梁的材料和尺寸。
纵梁的材料通常是高强度钢或铝合金，其尺寸也需要根据车型和车身结构进行优化设计。
接下来，对纵梁进行有限元分析，确定纵梁在正面碰撞时的受力分布情况。
分析应涵盖全车速度范围内的不同碰撞情况，以确保纵梁具有良好的抗碰撞能力。
然后，在分析的基础上，进行纵梁结构优化。
这里可以考虑采用形状优化和拓扑优化等方法。
形状优化可以通过改变纵梁的截面形状、弯曲角度等来实现。
拓扑优化则可以通过添加局部加强筋等方式来提升纵梁的强度。
最后，对优化后的纵梁进行有限元分析和实际试验。
通过多种载荷条件下的有限元分析，验证纵梁在不同情况下的强度和稳定性是否得到了有效提升。
同时，进行实际试验以验证有限元分析的真实性，以确保优化后的纵梁具有较高的安全性。
总之，汽车正面碰撞纵梁结构的优化设计是一个充满挑战的过程，需要对材料、尺寸、受力分布等多个方面进行充分考虑。
只有在充分优化的情况下，纵梁才能够发挥最大的保护作用，确保驾驶者和车内人员的安全。
除了上述提到的纵梁结构优化，还有其他一些方法可以提高汽车的碰撞安全性。
例如：1. 前方变形区设计：在纵梁前设置一定的变形区，使汽车在发生碰撞时能够将冲击力分散到更广的范围内，减轻车厢内的受力。
2. 缓冲材料加固：在汽车机头和前保险杠内加入缓冲材料，能够在碰撞时吸收冲击能量，并减少车内受力。
3. 安全气囊设计：在汽车碰撞时，安全气囊能够迅速展开并形成一定的缓冲作用，减轻乘客受到的伤害。
4. 抗拉杆设计：在汽车碰撞时，抗拉杆能够将车体内的受力分散到更广的范围内，保护乘客的安全。
除此之外，还可以针对不同类型的汽车，采用不同的安全设计方法。
汽车防撞梁的结构强度分析及优化
汽车防撞梁的结构强度分析及优化作者：李可来源：《中国新技术新产品》2013年第12期摘要：汽车前防撞梁对于汽车的安全有着重要的意义，它前连吸能盒和保险杠，后连前纵梁。
在进行遇到安全事故时，它能够有效地吸收正面碰撞冲击力，将其转化到中，通过防撞梁将能量传递给前纵梁，前纵梁吸收能量并传递给车后的其它结构，尤其是在撞树模型中，必须依靠前防撞梁才能将力分散到车后。
然而，本文的研究假设就是认为前横梁结构正常，因此，从受载和强度分别进行分析了前防撞梁。
关键词：汽车防撞梁；结构强度；优化中图分类号：U49 文献标识码：A在本文中，三维几何模型以捷达2010款车型为例，前防撞梁系统模型最为分析对象。
首先，动力性数据是在建立整车碰撞模型的前提下得到的，然后分析撞梁强度，实现对仿真方法的优化，前防撞梁在高速碰撞后的应变以及应力是在仿真方法的基础上分析计算出来的，同时优化了内在结构，这样就使得前防撞梁和前纵梁系统的结构强度大大提高。
1 防撞梁结构失效的判定准则判定原则包括：（1）发生严重形变的防撞梁结构；（2）大幅度降低结构承载能力。
因为材料的特性极限无法承受载荷，这是造成结构失效的主要原因。
可以把防撞梁的结构失效分成以下两种：①塑性大变形失效；②强度失效：其中包括断裂失效和屈服失效。
在汽车的碰撞过程中，屈服失效很发生在防撞梁和纵梁系统中，而断裂失效通常发生在很大碰撞冲击力的情况下。
在考虑前防撞梁以及前纵梁的前提下，实现在模型中对汽车碰撞结构强度的分析研究，这是基于防撞梁与车底纵梁相连接的特点完成的。
要严格校核和分析前纵梁和前防撞梁的结构，这是因为在汽车碰撞的过程中，防撞梁可能会产生很大的现状改变和位置移动，这时车身、发动机船或者乘客都会收到严重的伤害。
防撞梁的结构变形图是在对模拟仿真计算结果的总结概括的基础上构建的。
基于对有关文献资料的分析研究可知：前防撞梁和纵梁系统发生的形变的最大可能是在0.05时刻，这是在整车碰撞过程中，基于对车辆的加速度、能量、速度以及位移的结果数据分析预测得出的。
电池防撞梁的结构分析及优化设计
随着电动公交客车的普及，保护电动公交车搭载的动力电池的电池防撞梁应运而生。
由于安装动力电池时需要先将防撞梁拆下，安装完成后再将防撞梁装上，所以电池防撞梁必须满足活动、可拆卸的要求。
为优化电动客车电池防撞梁的设计，本文对现有的客车电池防撞梁进行结构分析并优化，设计出合适的电池防撞梁结构。
一、现有客车电池防撞梁结构现有常用的防撞梁结构外形和“工”字很类似，称之为工字型防撞梁，图1为防撞梁安装完成以后的示意图。
图1现有防撞梁安装示意图安装时先将底部的下预埋支架（31号件）和底架横梁（32号件）提前焊接在车身上，车辆进入装配工位后先将动力电池固定安装好，待线束装配完成以后将活动梁总成（20号件）通过螺栓固定在下预埋支架和底架横梁上（参见图1、图2）。
20.活动梁总成31.下预埋支架32.底架横梁13.M8螺栓14.M8螺母15.M8垫片图2现有工字型防撞梁结构示意图活动梁总成（20号件）由2个上安装支架（21号件）、2个立柱（22号件）、2个筋板一（23号件）、4个筋板二（24号件）、1个横梁（25号件）、2个下安装支架板（26号件）组成（具体见图3）。
立柱为40mm×30mm×2mm规格的Q345矩形管，筋板一和筋板二为4mm厚20号钢板剪切件，作用是加强立柱和下安装支架板；连接横梁为规格40mm×30mm×3mm的Q345矩形管。
上安装支架为20号钢板（4mm厚）折弯件，上开有腰型孔；下安装支架板为20号钢板（4mm厚）切割件；下预埋支架为20号钢板（4mm厚）折弯件，上开有腰型孔；底架横梁为规格30mm×30mm×2mm的Q345矩形管，在两侧开有圆孔。
21.上安装支架22.立柱23.筋板一24.筋板二25.横梁26.下安装支架板图3活动梁总成(20号件)结构示意图二、现有客车电池防撞梁存在的问题现有的客车电池防撞梁中活动梁通过8个螺栓固定到车身上，螺栓紧固对装配位置的装配面平面度公差有要求，对安装孔同心度也有要求。
某轿车保险杠横梁结构抗撞性优化
某轿车保险杠横梁结构抗撞性优化近年来，随着汽车保有量的不断增加，汽车事故数量也在逐年攀升。
碰撞事故时，车辆的保险杠是最容易受损的一部分，保险杠结构的优化设计，不仅可以提高车辆的安全性能，还可以降低维修费用。
本文将针对某轿车保险杠横梁结构进行抗撞性优化。
横梁是汽车保险杠的主要承载部件，其在车辆碰撞时具有极其重要的作用。
通过对横梁结构的优化，可以增加车辆在碰撞时的抗撞性能力，减轻撞击对车内乘员的伤害。
本文将从横梁材料、截面形状以及连接方式等角度对保险杠横梁结构进行优化。
首先，横梁材料是影响结构抗撞性能力的关键因素之一。
目前，汽车横梁大多选用低合金高强度钢或铝合金。
在增加强度的同时，还要考虑横梁的韧性和可塑性，以保证碰撞时不会产生剧烈的变形，从而保护车内乘员的安全。
在选择材料时，还要考虑材料的成本和可持续性。
其次，横梁的截面形状也对结构的抗撞性能力产生影响。
通常来说，横梁的截面形状越大，就越能承受更大的碰撞力。
但是，过于大的截面形状又会增加材料成本和重量，对车辆的性能和燃油经济性产生不利影响。
因此，在选择截面形状时，要综合考虑强度、重量和成本等因素，实现最佳的设计方案。
最后，连接方式也是影响横梁结构性能的关键因素之一。
目前，汽车横梁连接方式主要分为焊接和螺栓连接两种。
焊接方式通常在制造过程中完成，可以降低车辆重量和成本，提高车辆的刚性。
但是，焊接方式在碰撞后无法重复利用，需要进行替换维修。
而螺栓连接方式可以方便地进行拆装和更换，但需要增加相关零部件的成本和重量。
因此，在选择连接方式时，要根据车辆的实际情况和使用要求进行权衡。
综上所述，对某轿车保险杠横梁结构进行抗撞性优化，需要综合考虑材料、截面形状和连接方式等多种因素。
优化设计能够提高车辆的安全性能，减轻车辆碰撞事故对乘员的伤害，同时也有助于降低车辆维修成本和提高燃油经济性。
在未来的汽车设计和制造中，优化设计将成为汽车工业发展的一个重要方向。
随着汽车产业的不断发展，无论是国内还是国际市场，保险杠横梁优化设计都已成为一个热门话题。
【技术帖】防撞梁耐撞性及轻量化多目标优化设计
【技术帖】防撞梁耐撞性及轻量化多目标优化设计摘要：文章优化设计了一种多材料变厚度防撞梁来提高其耐撞性及轻量化。
首先，对防撞梁进行了截面设计；然后对防撞梁进行了优化区域划分，录制了防撞梁不同区域的材料及厚度设计变量；最后，采样径向基神经网络近似模型结合第二代非支配遗传算法进行多目标优化。
相较于对标防撞梁，优化设计结果表明：多材料变厚度防撞梁轻量化率达到45.45%，耐撞性明显提升。
关键词：防撞梁；变厚度；轻量化；多目标；优化设计0前言车辆前防撞梁是车身的关键结构，对车辆正碰安全性能具有重要意义。
近年来，众多学者从不同角度对防撞梁进行了研究：设计碳纤维防撞梁[1]；研究不同材料防撞梁截面形状对其耐撞性能的影响[2]；应用相应软件进行仿真以对全铝防撞梁进行形状和尺寸优化[3]；依据正碰安全要求及保险杠结构尺寸，建立有限元模型并进行分析，为汽车防撞梁的优化设计提供了参考[4]。
以上防撞梁的研究均针对单一材料均一厚度，而防撞梁不同区域对提高车辆耐撞性的贡献度不同，单一材料均一厚度则无法最大限度发挥材料利用率。
因此，为充分提高防撞梁耐撞性及轻量化，应对其进行多材料变厚度优化设计。
1有限元建模及耐撞性能分析1.1 对标防撞梁有限元建模基于对标防撞梁三维数模，采用四边形壳单元进行网格划分，使用“RigidBody”单元模拟防撞梁间的点焊连接，赋予其相应的材料属性。
图1 对标防撞梁有限元模型1.2 耐撞性能分析在LS-Dyna中对所建防撞梁低速碰撞有限元模型进行求解，从对标防撞梁性能评价指标图可看出，最大变形量、最大吸能量及前纵梁截面力峰值分别为44mm、444000mJ及24800N。
图2 防撞梁耐撞性评价指标2防撞梁截面设计防撞梁不同截面形状对耐撞性能有不同影响。
在此设计如下四种不同截面的防撞梁。
图3 防撞梁截面设计按照GB17354-1998搭建防撞梁系统低速碰撞分析工况，如图4所示，采用六面体实体单元建立摆锤碰撞器有限元模型，对4种截面防撞梁进行网格划分，再对摆锤设置4km/h的碰撞速度，以及约束保险杠前纵梁后端6自由度。
关于汽车防撞梁结构设计的相关研究
RH CNR 445mm PEND。 试验后 速度: 2郾 54km / h, Force 828 kgf 右角闯入 30mm I 防撞杆无破裂 & 吸能盒摇 轻微破裂
离第一次碰撞 300mm, 高度为 445mm 摆锤位置: 试验前[满载] 摆锤重量: 1120kg(85% )952kg 摆锤重量: 1120kg(400kg UP) 1520kg(85% )1292kg
摇 摇 摇 现以某款车型国产化过程中的产品测试为例, 进行结 果分析。 摇 摇 设计尺寸图见图 4。 摇 摇 检测数据见表 3。 摇 摇 图 5 为检测时照片及结果: 摇 摇 从检测结果可知: 中心闯入量为 114mm, 角碰后零部
表摇 2
FMVSS Part 581 ( 美国标准)
公司要求
速度
中心碰撞 / 障碍物 角碰( 30 毅 )
图摇4表摇2fmvsspart581美国标准公司要求cmvss215加拿大标准europeanr42欧洲标准速度中心碰撞障碍物2郾5mileh5郾0mileh5郾0mileh2郾5mileh角碰30毅1郾5mileh3郾0mileh3郾0mileh2郾5mileh摆锤高度1620in16in装车验证20in装车验证1620in445mm碰撞条件中心碰撞2次1620in2次1620in2次1620in空载1次满载1次大于空载位置300mm角碰2次20in1620in2次20in1620in2次20in1620in空载1次满载1次对面障碍物1次1次1次车身重量摆锤车身重量车身重量包括汽油车身重量摆锤重量为空载重量车身重量
摇 2009 中国汽车工程学会年会论文集
SAE鄄C2009C146
1463
Model ( Type)
重量 / kg
防撞梁的组成
防撞梁的组成
1.前端板：位于车辆前部，主要起到吸收碰撞能量的作用。
前端板通常由钢、铝合金等材料制成。
2. 碰撞箱体：安装在车辆底部，作为车辆底部的支撑结构，能够有效吸收碰撞时产生的冲击力。
3. 后端板：位于车辆后部，与前端板相似，也是用来吸收碰撞能量的关键部分。
4. 支撑结构：防撞梁的各部分都需要支撑结构的支持，从而才能形成一个完整的防撞系统。
支撑结构通常由钢材制成，能够提供足够的强度和刚度。
5. 缓冲材料：防撞梁内部通常填充着缓冲材料，如泡沫塑料、聚氨酯等。
这些材料能够吸收碰撞时产生的冲击力，从而减少车辆和乘客的损伤。
以上是防撞梁的主要组成部分，不同类型的防撞梁可能还会加入其他装置，如撞击传感器、缓冲弹簧等。
这些装置能够提高防撞梁的性能，从而更有效地保护车辆和乘客。
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