保险杠骨架设计指南

一.设计思想

⒈设计原则与设计流程

⑴设计原则

保险杠骨架对于整车安全性是至关重要的。设计时要遵照以下原则：

具备保护特征：

在汽车发生碰撞时，保险杠骨架应能吸收部分能量，以保护车身，提高整车安全性；

符合相关法规要求：ECE R42汽车前后端保护装置认证的统一规定；

ECE R94关于车辆正面碰撞乘员保护认证的统一规定；

GB17354汽车前、后端保护装置；

GB11551乘用车正面碰撞的乘员保护；

具备装置功能：

保险杠骨架要留给灯具、吸能垫等附件一定的装配空间。

⑵设计流程

保险杠骨架的设计主要是基于保险杠造型面与车体之间的空间、灯具布置位置等输入来进行结构的设

计并就其吸能效果进行CAE分析，流程如图1-1-1。

图1-1-1保险杠骨架设计流程图

⒉设计参数确定

保险杠骨架本体多为冷扎钢板，其主要参数是钢板料厚，一般主体部分料厚多为1.5mm，加强板或固定支架处多为2mm。

⒊材料、热处理及加工要求

保险杠骨架内外杠材料通常为冷扎钢板St13（Q/BQB403），加强钣材料通常为冷扎钢板St12（Q/BQB403）（图1-3-1）。内外杠两片冷轧钢板通常焊接成具有缓冲作用的中空型结构，表面按MS630-1（FPI-5）进行喷黑色亚光漆处理。

图1-3-1保险杠骨架组成图

⒋设计基本限制因素

保险杠骨架设计基本限制因素主要是保险杠与车体间留给骨架的布置空间，以及灯具、吸能垫等在保险杠上的布置位置要求

二.零部件设计

1.设计步骤及设计计算

⑴方案设计说明书

⑵主断面分析，CAD 模拟分析确认断面可行性

⑶3D 数模设计（焊点，安装点，安装支架等的设计）

⑷工程检查报告

⑸CAE 碰撞分析(图2-1-1）保险杠骨架碰撞模型

图2-1-1保险杠骨架CAE 碰撞分析

⑹检查装配工艺合理性

⑺2D 零件图设计，明确零部件的材料，数量，料厚等

2.数模设计及图纸设计

⑴根据保险杠、吸能垫与车体之间的空间进行保险杠骨架的布置；

⑵保险杠骨架本身装配结构的设计；

⑶保险杠留给灯具、吸能垫等附件装配结构的设计；

⑷装配工艺性、加工工艺性分析；

⑸以最终下发的3D 数模为依据进行2D 零件图的设计，要求图纸信息准确、详实。

3.零部件装配设计、总成结构设计

⑴

保险杠骨架装配设计

1.内杠

2.外杠

3.

加强板

保险杠骨架一般通过螺栓与车体进行固定（图2-3-1），装配结构设计时一定要考虑到装配工艺的合理性

图2-3-1保险杠骨架固定形式

设计阶段要进行装配空间的校核，A108前保险杠骨架装配空间校核如图2-3-2所示。

图2-3-2保险杠骨架装配空间校核

保险杠骨架与车体的连接，通常通过保险杠骨架的内杠或焊接在内杠上的支架与车体进行固定，外杠上往往要设计有装配工艺孔，在设计时一定要进行装配工艺孔的合理性校核，确保装配方便性。表2-3-1为常用螺栓、螺母对应装配套筒轮廓尺寸，可供校核参考。

表2-3-1六角螺栓、螺母紧固套筒外径汇总表单位：mm 外径序号

规格型号扭矩要求较小扭矩要求较

大

对应螺栓、螺母大小

14φ12

25φ12M3

36φ12

47φ12M4

58φ12M5

69φ13φ17

710φ14.5φ17M6

811φ16φ17

912φ17φ17M8固定螺

车身钣

1013φ18φ19M8

1114φ19.5

M10

1215φ21

1316

φ22

1417φ23.5

M12

1518φ24

1619φ26M14

⑵总成结构设计

保险杠骨架总成主要包括内外杠、加强板、装配支架等的设计。结构设计时一方面要考虑到装配工艺孔，另一方面要根据灯具、吸能垫等附件的要求设计合理的灯具、吸能垫装配结构。考虑到吸能垫加工公差难以控制，一般中间孔设计为装配定位孔，其余孔在设计时均为横向腰孔，而且单边留有约3mm 的调节量（图2-3-3）。

图2-3-3保险杠骨架总成结构在骨架结构设计中，骨架与雾灯的配合一定要进行相关DMU 检查，避免出现干涉现象。图2-3-4为HFC6450后保险杠骨架与后雾灯配合结构。

图2-3-4HFC6450后保险杠骨架与后雾灯配合结构。

4.材料及工艺设计和要求（表2-4-1）

表2-4-1保险杠骨架材料及工艺

保险杠骨架

吸能

5.整车碰撞试验

要能满足国标要求的实车碰撞试验

三.注意事项

在保险杠系统设计中，务必进行系统分析。包括系统合理的装配顺序、装配空间、系统各零部件间的DMU检查。