汽车前后防撞梁设计规范

汽车前后防撞梁设计规范一、目的：指导汽车前后防撞梁总成设计；提供汽车前后防撞梁总成设计的思路。

范围：二、
类车辆汽车前后防撞梁的设计。

主要介绍了汽车开发过M1该规范适应于
首先对汽车前后防撞梁在整程中汽车前后防撞梁总成的作用及在整车中的影响。

同车中的功能进行了概述，尤其是对汽车前后防撞梁碰撞性能做了详细的描述；最后对汽车前后防撞梁的加工制造时对汽车前后防撞梁总成设计要点作了描述；性作了阐述。

三、规范性引用文件：下列文件对于本文件的应用是必不可少的。

凡是注日期的引用文件，仅注日
（包括所有的修凡是不注日期的引用文件，其最新版本期的版本适用于本文件。

改单）适用于本文件。

GB 11551-2003 乘用车正面碰撞时的乘员保护GB 17354-1998 汽车前、后端保护装置GB 20072-2006 乘用车后碰撞燃油系统安全要求版2012C-NCAP 中国新车评估程序
四、汽车前后防撞梁总成主要功能
汽车前后防撞梁总成功能概述、1
汽车前后防撞梁总成，是车身第一次承受撞击力的装置，也是车身中的一个重要构件，其功能主要有： a. 保护保险杠在低速碰撞过程中尽量不要破裂或者发生永久变形。

保护车身骨架前后端纵梁在行人保护或者可维修性碰撞时不发生永久变形 b.
或者破裂。

正面高速碰撞、后面高速碰撞时起到第一次的吸能作用，在偏置 c. 在100%防碰撞中不仅起到第一次吸能作用，还能起到碰撞过程中均衡传递受力的作用，止车身左右两侧受力不均。

2、汽车前后防撞梁总成碰撞性能概述前防撞梁总成碰撞性能前防撞梁总成的碰撞性能主要需满足低速碰撞和高速碰撞两个部分的法规要
求。

其中，汽车前、后端保护装置。

低速碰撞需满足的法规要求为：
GB17354-1998
乘用车正面碰撞时的乘员保GB11551-2003 高速碰撞需满足的法规要求为：护；100%偏置碰撞要求。

正面碰撞和40%C-NCAP标准，需满足其
3、低速碰撞对前防撞梁设计的性能要求，车角碰h1998—规定的正撞速度为4km／l7354低速碰撞的国家标准GB
前防撞梁和吸能盒等不能有对车身的要求就是车身本体、h2.5 km撞速度为／，任何损坏，最好前保险杠也不能破裂或者发生永久变形。

．
的碰撞试验来模h一般采用在国外，从事汽车保险业务的保险机构，15km ／试验的目的是要求尽量减少零部件的损坏以减少维修和拟最常见的可维修碰撞，发动机罩一般要通过合理设计将损坏零件控制在翼子板、保险费用。

具体来说，盖、前保险杠系统、前格栅、前大灯等外表面零件和部分骨架件，比如前防撞梁当然最好特别是纵梁不能产生任何变形。

以及吸能盒等零件范围内。

车身零体，大灯支架、水箱上横梁等零件不要损坏，即使损坏，也要便于修复。

在可维修碰撞中，合理设计传力路径是非常重要的，重点来说说汽车防撞梁吸能盒的设计a、将吸能盒设计成和纵梁在同一轴线上，避免产生弯曲变形。

、在吸能盒上预设一些压溃筋，以便让吸能盒在轴向上发生压溃进而吸收 b
所有能量，从而不对包括前纵梁在内的车身本体产生损害。

、将这些容易损坏的部分骨架件，如前防撞梁和吸能盒设计成用螺栓和车 c 身本体联结的可拆卸结构，为减少维修和保险成本。

高速碰撞对前防撞梁设计的性能要求4 、
个吸能区，其中前吸目前设计上普遍接受和采用的是将车身分为前中后3利用强韧的吸能材料尽可能多地通过变形吸能区主要由前防撞梁和吸能盒组成，同时利用结构上的受力连续进行左右分流并将能量向收因撞击产生的巨大能量，通过合理变形来吸收大部分能中吸能区主要由前纵梁和副车架组成，后面传递。

设计上通过避开可能发生对乘员不后吸能区主要为高强度和刚度的驾驶舱，量。

减少正面碰撞导致的对驾驶舱的侵入和保持相对较低的碰撞减速利的危险变形，个吸能区是设置正面碰撞多层传力路径的基前中后以此保证乘员的安全。

3度，使能量个吸能区的优势，3设置正面碰撞多层传力路径的目的也就是为体现础，3层。

能合理有效地吸收和传递。

正面碰撞多层传力路径一般是正面碰撞传力路径上层是由发层，正面碰撞3层传力路径一般分为上中下3吸收了部分从前部传来的碰撞能量动机舱上纵梁和前悬塔状形罩板等零件组成，柱和前围及其加强梁进行分散传递。

中层主要是由前纵梁组A并把其余能量向前防撞梁和吸能盒将接是主要的传力路径。

成，也包括了前防撞梁和吸能盒等，受到的碰撞能量进行左右分流和初步吸收，并通过它们将能量往前纵梁延伸板、吸收了部分从前部传下层主要是由前副车架组成，门槛、中央通道等分散传递。

来的碰撞能量并把其余能量向前纵梁延伸板和门槛等分散传递。

五、汽车后防撞梁总成碰撞性能后防撞梁总成的碰撞性能主要需满足低速碰撞和高速碰撞两个部分的法规要
求。

其中，GB 17354-1998 低速碰撞需满足的法规要求为：汽车前、后端保护装置。

乘用车后碰撞燃油系统安全高速碰撞需满足的法规要求为：GB 20072-2006
要求。

低速碰撞对后防撞梁设计的性能要求：后防撞梁总成需满足的低速碰撞性能要
求同前防撞梁总成。

规定：碰撞器撞GB 高速碰撞对后防撞梁设计的性能要求：国标20072-2006175高度不小于800mm，撞击器表面下边缘至地面的间隙应为击表面应平坦，，后防撞梁对后碰的主要贡献为利用吸能盒的压溃变形吸收能量，缓解±25mm因此在设计后防撞梁及吸能盒保证燃油箱周围安全的变形空间。

碰撞刚性变形，时，需综合考虑下面三方面：
、保证基本的许可变形量。

许可变形量，决定了碰撞过程中的平均减速度。

a 平均减速度作为汽车结构耐碰撞性汽车的纵向变形量与平均减速度是成反比的。

的主要设计指标，在设计开始阶段就必须综合考虑确定。

、保证基本的许可变形空间。

保证许可变形空间是指汽车在发生碰撞后，变b
形区域不会对乘员和危险部件（如油箱、燃汽罐）形成威胁和伤害，而且包括后碰撞后车门锁死部许可变形区域内的塑性变形不会导致在碰撞过程中车门打开、等状况发生。

、厚度、尺寸和结构形式等使结c、调整截面形状(通过吸能筋与加强筋的布置)并重视局部弱化使整车刚度分配符合设计原则及构的变形阻力保持在适当水平，能量吸收曲线图，增大撞击吸收能量的腔型结构。

六、汽车前后防撞梁总成设计要点概述
主要是根据市场法规和标准来定义前防撞梁总成的汽车前后防撞梁总成设计，1.
的定义、汽车前后防撞梁低速碰撞吸能、压溃空间、性能。

如：法规前碰ODB 碰撞标准、整车性能等。

为满足这些要求，我们需要对汽车试验ODBC NCAP 前后防撞梁的碰撞性能的敏感性，如：汽车前后防撞梁的布置高度、结构、压溃空间、截面面积、材料等进行研究。

2、整车碰撞对汽车前后防撞梁的布置要求如果此高度匹配不合理会汽车前后防撞梁的布置高度由前纵梁的高度来决定，
导致前纵梁后端大弯曲变形很可能对乘员舱导致前纵梁在碰撞过程中压溃失稳，侵入量过大。

即两车发汽车前后防撞梁的安装位置，除需满足上述碰撞要求的相容性原理，还会对对方车辆造成巨大生正面相撞时，不合适的防撞梁高度既保护不到自身，并没有一个明确的标伤害；还需要根据车身高度，轮毂直径的大小来综合评定，C ，则会对左右，准。

一般车型的安装高度在400-500mm但如果超过520mm NCAP等相关碰撞试验的成绩造成影响。

前防撞梁总成一般是螺接到机舱纵梁上，误差10mm 保证与周边件间隙≧故要求前防撞梁总成与周边件的间隙在同时车身前端安装有很多子件，积累大，以上。

10mm
的行人保护缓冲空间。

X 在向预留出70mm
3 、汽车前后防撞梁总成结构形式部分车型还包含拖标准的汽车前后防撞梁总成一般由防撞梁本体和吸能盒组成，车钩螺纹管，为降低维修成本，防撞梁一般采用螺栓连接固定在车身上。

4、前后防撞横梁结构形式前防撞横梁的结构主要有四种方式：冷冲压不同技术对应的优化断面，有不同
程度的差别。

冷冲压拼焊的前防撞横梁保持了与车身其它钣金相同的制造技术，不需要单
独生产线，故制造成本低廉，不足在于重量大，不便于车身轻量化。

通常材料选分CAEHC550/980DPHC420/780DP用或，具体结构、材料根据车型差异及析相应选择。

．
梁前安装板和前防撞梁安装板连接处开口。

优化方案：将螺栓安装点靠近吸能盒安装。

吸能盒与防撞梁及安装板连接必须可靠，保证连接强度。

2、
中心柱碰撞及偏置碰撞时由于吸能盒与安装板点焊强度不足，导致吸能盒脱落，优化方案：加强连接强度，将点焊改为二保焊，并增加焊接点。

、3 前纵梁前安装板与纵梁连接必须可靠，保证强度。

偏置碰及正碰时，前纵梁前安装板与纵梁焊点强度不足，导致防撞梁车身连
接板从纵梁脱落。

优化方案：加强安装板和纵梁连接强度，增加焊接面及焊点。

汽车前后防撞梁的工艺制造性能、4Rp0.2>120 Rp0.2可分为：普通钢（冷冲压钢板按照其拉伸屈服强度、兆帕）、N/mm2兆帕）强度钢
（Rp0.2>180、高强度钢板（兆帕）Rp0.2>260兆帕）。

另外兆帕）和超高强度钢板（Rp0.2>340Rp0.2>620特高强度钢板（兆帕以上，这相当于在一其拉伸屈服强度达到1000还有超高强度热成型钢板，公斤的压力。

汽车前后防撞梁本体在高速碰撞时由10000平方厘米面积上承受兆帕以上的超高强度钢620于
需要承受较大的冲击载荷，一般需采用屈服强度板或者更高的超高强度热成型钢板；吸能盒一般需采用强度稍低的特高强度钢板。

国内防撞梁本体一般采用辊压成型或者热成型工艺来制作，根据材料选择不同，有些车型后防撞梁本体也采用普通冲压工由于缺少可维修性成本碰撞法规约束，艺。

下面分别列出上述两种制作工艺的优缺点：
零件刚性好， a. 辊压成型：相对于普通冲压工艺，辊压成型材料利用率较高、兆帕以上；但是辊压成型模具投入较可实现制作的零件屈服强度高，可达620同时由于辊压工艺先冲孔再成型的工艺大，批量生产量不大时单件成本会较高，特点，零件孔位、型面精度一般比普通冲压零件会差。

热成型：相对于普通冲压工艺，热成型工艺零件刚性好，强度大，可实 b.
兆帕以上；但是热成型一次性设备投入很1000现制作的零件屈服强度高，可达大，批量生产量不大时单件成本很高。