某商用车摆锤碰撞安全性CAE分析

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负荷 相 当 的载荷 , 最 大不 超过 1 t 但 0;驾驶 室 后 围强 中节 点数 123 8个 ,结构 部件 数 目为 11个 。依 104 9
度 施 加载 荷 载荷 与 车辆 最 大承 载质 量 成 正 比 ,要求 照 法规 定义 摆 锤和 驾 驶 室之 问的位 置关 系 、试 验边 每 吨 载重 施加 2 KN 静 载荷 。试验 完毕 后 .将第 5 界 条件 和接 触 。 0 百分 位 男性 的人 体模 型 放 人驾 驶室 .检验 乘 员 生存
引 言
欧洲 法规 E ER 90 , C 2 .2 此法 规对 新定 型产 品 自 2 1 01
年 7月 1日实施 。与此 同时在 国 内外 市场 竞争 日趋
美 国 和 欧洲 对 商 用 车 被 动 安 全 性 问题 关 注 较 激烈 的情 况 下 , 国内许 多商 用车 生 产厂 家积 极 开拓 早 , 目前 , 国际上 关 于商 用车 驾驶 室 强度试 验 的法 国内外 市场 ,满足 国 内外 日趋 严格 的商 用车 安全 法


1 、前摆锤碰撞有限元模型
我 国法规 《 用车 驾驶 室乘 员保 护》[基 本借 鉴 11 CER 9商用 车正面 撞 击试验 商 2 1 . E 2 E E R 9旨在 对货车 驾驶 室 强度 及其 与车 架 间 C 2 的连接 强度 做 出规 定 ,使 得车 辆在 翻 车 、撞击 等 恶
设 计 研 究
汽 车 实 j 技术 { j
A j (M BI P tT ) O LE A PLI EC NO OG ED T H L V
2 年 第 5 0l 2 期
20 l2 NO.5
某商用车摆锤碰撞 安全性 C E分析 A
赵 世 宜 ( 陕西重 型汽 车有 限公 司 ,陕西 摘 西安 7 00 ) 120
T r u h t e p o es o n r y i v r e h o e t e s o e mo e .T e man c mp n n s o e h o g h r c s f e eg s e i d t e c r c s f t d 1 h i o o e t f t i f n h h
空 间。 试验 A 的主 要 目的是在 前部碰 撞 的情 况 下 . 对
驾 驶 室和 悬架 的连 接 装 置 以及 驾驶 室 强度 进行 全 面 评 价 [. 以求 最大 程 度 降 低对 乘 员 的伤 害 .保证 乘 4 1 员 生存 空 间( 个 生存 空 间应 能容 纳 规 定 的人 体 模 这 型) 。各项 试验 后 ,驾驶 室要拥 有 足够 生存 空 间 ,且
ee ntmo e n n d l m mpa tm o e , a c r i o te c re po dig p o iinso lme d la d pe u u i c d l c o dng t h o r s n n r v so ft ECE he R29 .
10 +2 0 5 0 一5 Kg 刚性 摆锤 以一定 能量 撞 击驾 驶 室 ;顶 四边形 最 大单 元 内角 小于 1 5度 ,最 小单元 内角大 3
压 强度试 验 要求 驾驶 室结 构 能承 受 与车 辆前 轴 最大 于 4 度 。该 有 限元模 型共 包 含 1770个 单元 .其 5 23 9
4 9
汽车实用技术
21 0 2年第 5期
其加 强板 、地 板 、侧 围等吸 收 。
22 乘员 生存 空 间分析 .
力 才 能打开 。
法规 要 求碰撞 后 , 驾驶 室要 拥有足 够 生存 空 问 , 保证 第5 百 分位 男性 人 体模 型各 部 分与 车身 内饰 及 O 转 向盘 、转 向管 柱有足 够 的空 隙 。从 图4 克制 ,碰撞 后转 向盘 与假 人腹 部有4 mm空隙 , 向管 柱及 附近 8 转 内饰 与 人体模 型膝 部 有4mm间距 , 8 能保证 在碰 撞 结 束 后人 体模 型 的生存 空 间。


本 文分 析 某重 型商 用车 在施 行 E ER 9的 摆锤 C 2
撞 击 能量 分 别 由驾 驶 室变 形 、驾驶 室 向后 移 动
冲击 试 验( 1试验 A 中是 否可 以满足法 规 规 定乘 和 悬 置弯 曲变 形 消耗 掉 。驾驶 室 主要 部件 可 分 为前 图 )
前 员 生存 空 间及碰 撞 后 车架 与 驾驶 室 仍然 保持 有 效连 部 ( 面 罩 、前 围外板 、前 围 内板 、圈梁 及 仪表 板支 、 后 、 接要 求 I。依据 E ER 9在 H p r s 6 J C 2 y emeh软件 中建 立 架 相 关零 件) 后 部( 围 内外板 及其 与 地板连 接 件) 顶 、下 部( 板 、纵梁 、纵梁 加 地 了 该商 用车 正 面摆 锤撞 击 虚拟 试 验 分析 模 型 .虚拟 上 部( 盖 及其 加 强板) 、 车 试 验 的有 限元 模型 如 图 2所 示 ,计 算求 解采 用 强板及 地 板 附件) 左 部和 右部 ( 门及 相 关件 、侧 围 、驾驶 室 前后 悬 置等 部分 。 R do s 件进 行 。 型商 用车 驾驶 室 由大 面 积 的薄 内外板 及 其相 关连 接件 ) a is 软 重
规 体 系有 欧洲经 济委 员会 法规 E E R 9 C 2 、瑞 典 国家 规 是货 车企业 无法 回避 的 问题 。本 文依据 E ER 9 C 2 法 规 Ⅵ S 2 0 :9 0 32 、美 国工程 师协 会标 准 S E标 法规 中关于 商用 车摆 锤撞 击 安全 性 的要 求进 行 某商 A
需 与车 架 保持 连接 ,车 门不 得 自行 开 启 ,但 试 验 后 不 要钱 车 门能够 开 启p。 J
E E R 90 法 规 中正 面 摆锤 撞 击 试 验模 拟 两 C 2 —2
车 追尾 碰撞 情 况 ,矩 形 刚性 摆锤 的 尺 寸相 当于 前 面
图 2 货车驾驶室有 限元模型
要 :以某款 商用 车 驾驶 室为研 究对 象 ,参 照 E ER 9的相应 规定 ,建立 了摆锤 和 驾驶 室 的有 C 2
限元 模 型及摆 锤撞 击 的仿真 模型 ,对某商 用 车进行 前摆 锤碰 撞模拟 分 析 。通 过对过 程 能量 的验 证
证明了模型本身的正确性。对主要部件的变形及吸收能量的分析,总结出了影响碰撞结果的主要
0 2版 ,如 图 1 示 。法 规共 包括 商用 车 正面 摆锤 撞 控 制三 角 形单 元 的数 量 。单 元尺 寸 为 1 mm:单 元 所 0
击 试 验( 试验 A) 、车 项强 度试 验( 验 B和 后 围强 度 质 量各 项控 制 参数 有 :翘 曲度 小 于 1 ;长 宽 比小 试 ) O度 试 验 ( 验 C3 项 试 验 。 正 面 摆 锤 撞 击 试 验 用 于 5 试 ) ,最 小 单元长 度 大于 5 mm,雅 克 比大 于 06 ; .5
i n u u Cr s Zh o S i i n Pe d l m a h a hy
( h ax a y t Auo bl C . t ,xa 1 2 0 S a n i v y tmo i o,L d i 7 0 0 ) He Du e n A s a tT kn cm ri e i e a s sac jc,w s bi e e e d l adcb nt bt c: aiga o me avhc ba r erho et e t lh d h n u m i r cl lc ae b ea s t p u n af e i

图 6 门框压缩量
综上 所述 ,该 商用 车在 E E R 9 摆 锤碰 撞 过 C 2前

初始 生 存空 间 碰 揠 后 生 存 空 间
程 中满足 法规各 项要 求 。
3 、结束语
根据 对 E ER 9 规 中摆锤撞 击 试验 和相 关文 C 2 法
献 的研 究 ,确 定 了研 究 思路 的开 展 以及评 价指 标 。
因素 ,对 该商用 车 的前摆 锤碰撞 假 人生存 空 间进行 了定量评 价 ,在 仿真 分析 中验证 了该商 用车 的
安全 性 。
关键 词 :商用 车 ;摆锤 分析 ;CA E分 析 CAE n l sso heS f t fCo m e ca u k A a y i ft a ey o m r il Tr c
车辆 货 箱 的平均 高度 和 宽度 。
2 、仿 真 分 析
21 车身 结构 变形 及碰 撞 能量 分析 .
(} c
图 1 E 2 法 规 试 验 示 意 图 CER 9
图 3 能 量 吸收 饼 图
12 CA . E分析 模型 建 立与验 证
驾 驶 室 在 撞 击 载 荷 的 作 用 下 发 生 压 溃 变 形
所示, 悬置 板 覆 盖件 组成 ,结构之 间主要 通过 2层 、3层 点 焊 摆锤撞击试验中以上部分吸能 比例见图3
及 缝焊 焊 等方 式进 行 连 接 。 因此 ,对 驾驶 室 主体 采 支架 吸 收 的 能量 占比最 高 ,悬 置支 架起 到 了传 力 、 用 四边 形 壳单 元 ,结 合 少部 分三 角 形 单元 对模 型 进 吸 能 的作用 ,其 次 能 量 吸收 主要 通 过前 围、纵梁 及
d f r to dt ee e g b o p in a ay i ,s mmai e ei fu nc f ema a t r ec lii n, e o mai na r ya s r to n l ss u n h n r z dt l e eo t i fc o si t o lso h n h n nh h o t e c mme ca v h ce r n e d lm mp c d mmy lvng pa e r il e il fo t p n uu i a t u i i s c wa u n i tv l v l a e h e s q a t a ie y e au td.T t c mme ca e i l a eywa a i ae esmu ain a a y i. o r i l h ces f t sv ld td i t i lto n lss. v nh Ke wo d: m me ca e il , p n l y r Co r i l h ce v e du um nayss CAE nay i a l i, a lss
性 事 故 中能够 为车 内乘员 提供 足够 的生 存 空间 ,保
作者简介 : 世宜 , 赵 工程师 , 现就职于陕西重型汽车有 限公
司汽车工程研究 院 ,研究 领域 :汽车 C E分析 。 A
21年第 5 02 期
赵 世宜:某商用车摆锤碰撞 安全性 C E分析 A
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ຫໍສະໝຸດ Baidu
障乘员安全I。现行的 E E R 9为 19 C 2 9 9年通过 的 行 离 散化 。为保证 计 算 精度 ,尽量 采用 四边 形 单元 ,
准 。国外许 多商用 车 生产 厂家 和研 究 机构 都 已深入 用 车驾 驶室 C E仿真 分析 , A 以此验 证该 商用 车 驾驶
开展 商用 车被动安全 性的仿真分析和试验研 究工 室 的安 全性 .
作 。其 中包 括 商用 车 驾驶 室 的抗撞 性 分析 、前 后 防 护 装 置 分 析 和 碰 撞 过 程 中驾 驶 室 内乘 员 伤 害 分 析
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