某右舵车型前围板总成结构改进

0引言

随着汽车性能的提升和高速公路的发展，汽车的行驶速度越来越快，同时汽车数量的迅速增加，使得交通事故更为频繁地发生，汽车的安全性越来越受到人们的重视。对于很多难以避免的事故，汽车的被动安全性非常重要。车身作为被动安全的一道防线，对乘员的保护有重大意义。

在汽车发生碰撞时，车体结构侵入乘员空间造成的接触伤害是主要的伤害成因之一。在汽车碰撞中应尽量避免对乘员的接触伤害，绝对保证乘员舱结构的整体刚度，避免自身塌陷或其他结构的侵入造成乘员伤害[1]。因此，前围板总成区域要有较高的结构刚度，足以支撑碰撞力而减少本身开裂，保证乘员的生命安全。

早期的被动安全性研究主要是通过大量的试验来进行，采用同样的碰撞过程反复进行，并收集数据。这样的试验方法需要相当长的时间并花费大量的资金，结果还不一定理想。随着计算机辅助工程（CAE ）的迅速发展，将其运用到汽车的碰撞模拟分析中，极大地降低了汽车的设计成本和研发周期，并且获得更为精确的数据

可用于对汽车结构的进一步优化。

在进行车身设计的过程中，我们通常会采用CAE 辅助分析，确认车身的碰撞安全性能，对未达到目标的结构进行优化，以达到设定目标，保证整车的安全性。

1背景

某车型需改型出口到外国。与我国驾驶员的座位位置于汽车驾驶室内的左侧不同，该国驾驶员的座位置于汽车驾驶室内的右边，车靠左行驶。因此，对原有车型的前围板总成区域结构进行了大量更改，设计出相应的右舵车。在对此右舵车型初版数据的碰撞性能进行CAE 分析时发现，制动踏板跳动量、离合踏板跳动量和转向管柱侵入量未达到目标，需要优化车身结构以提升碰撞性能。初版方案分析结果见表1；初版方案前围侵入量分析示图如图1所示。

2分析

研究分析后认为，结构碰撞分析未达目标的原因如下。

【作者简介】蒋子庆，男，江西吉安人，本科，上汽通用五菱汽车股份有限公司车体工程师，从事汽车车身设计工作；曾凤，女，湖南邵阳人，本

科，上汽通用五菱汽车股份有限公司车体工程师，从事汽车车身设计工作；周文斌，女，广西桂林人，本科，上汽通用五菱汽车股份有限公司车体工程师，从事汽车车身设计工作。

某右舵车型前围板总成结构改进

蒋子庆，曾

凤，周文斌

（上汽通用五菱汽车股份有限公司，广西柳州545007）

【摘要】在某右舵车型初版数据锁定后对其偏置碰撞性能进行CAE 分析后发现，制动踏

板跳动量、离合踏板跳动量和转向管柱侵入量未达到目标。通过对某右舵车型前围板总成结构的研究，对局部结构进行优化，并利用CAE 辅助分析对比，采用合适的加强方案，使碰撞性能达到目标，提升了整车安全性。【关键词】前围板总成；结构优化；CAE 分析；碰撞性能【中图分类号】U467.14【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2017）01-0041-04

图3方案一示意图ODB

Target 原方案方案一目标车身最大加速度

L ＜45g 31.2g 30.9g R ＜45g 33.6g 36.5g 回弹时刻

R ＞90ms 100.2ms 98.1ms 前围板侵入量整体＜170mm 146.3mm 120mm 前围脚踏板安装点侵入量

X ＜140mm 126mm 102mm 制动踏板跳动量

X ＜100mm 134mm 108.1mm Z ＜100mm 59.4mm

45.6mm

离合踏板跳动量

X ＜80mm 120.6mm 82.6mm Z ＜80mm 55.2mm 65.4mm 油门踏板跳动量

X ＜80mm 39mm 99.2mm Z ＜80mm 30.4mm 20.8mm 转向管柱侵入量（动态）

X ＜60mm 63.2mm 44.5mm Z ＜60mm 46mm 25.4mm 门框变形锁扣处（动态）

L ＜16mm 6mm 7.1mm R

＜25mm

22.8mm

19.5mm

表2方案一分析结果

（1）此右舵车型在左舵车型的基础上进行更改，发动机位置仍位于对左舵车偏置碰撞有利的发动机舱右侧。发动机位于右舵车驾驶员位置正前方，且刚度较大，碰撞时发动机没有吸能作用，反而易向前围内侵入。（2）此右舵车型的前围离合、制动踏板区域没有足够的加强支撑结构，不能有效地控制碰撞变形，导致离合、制动踏板区域侵入量过大（如图2所示）。

由于发动机的位置不能调整，所以需通过前围区域结构改进来改善车辆的碰撞性能。

3方案的制订及分析

3.1方案一

方案描述：在前围板离合踏板附近增加1根纵梁，将前隔板下安装板及前围板前横梁的腔体连接在一起，提升前围离合区域刚度（如图3所示）。

方案分析：由CAE 分析结果可以看出，随着离合区域的加强，制动、离合踏板跳动量及转向管柱侵入量有明显改善，但前围中部加强使右侧油门踏板区域相对偏弱，导致油门踏板跳动量未达到目标。方案

一分析结果见表2。

ODB

Target 原方案目标车身最大加速度L ＜45g 31.2g R ＜45g 33.6g 回弹时刻R ＞90ms 100.2ms 前围板侵入量整体＜170mm 146.3mm 前围脚踏板安装点侵入量

X ＜140mm 126mm 制动踏板跳动量

X ＜100mm 134mm Z ＜100mm 59.4mm 离合踏板跳动量

X ＜80mm 120.6mm Z ＜80mm 55.2mm 油门踏板跳动量

X ＜80mm 39mm Z ＜80mm 30.4mm 转向管柱侵入量

（动态）X ＜60mm 63.2mm Z ＜60mm 46mm 门框变形锁扣处

（动态）L ＜16mm 6mm R

＜25mm

22.8mm

表1

初版方案分析结果

图1初版方案前围侵入量分析示图

注：1———前围板；2———制动踏板安装支架；3———右前侧

板焊合组件；4———油门踏板安装支架；5———转向管柱加强板；6———前围下中延伸板总成；7———前围板加强板；8———前隔板下安装板；9———前围板前横梁总成。

图2某右舵车型前围区域结构