近年來我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制不斷完善， 經(jīng)濟(jì)一直呈高速發(fā)展?fàn)顟B(tài)， 汽車已經(jīng)逐漸成為城市鄉(xiāng)村道路上的主要交通工具之一， 但是在對(duì)于環(huán)境保護(hù)問題重視程度日益提高的當(dāng)下， 汽車尾氣的排放量和燃油的消耗量問題不僅受到汽車生產(chǎn)廠商的重視， 也引起了社會(huì)各界的廣泛關(guān)注。想要降低汽車的燃油消耗和尾氣排放， 減小汽車自重是一項(xiàng)關(guān)鍵因素。在國(guó)際汽車市場(chǎng)上減小汽車自重的主要方法是使用輕量化的材料， 并且同時(shí)兼顧汽車的安全性和性能要求。本文主要以汽車車身結(jié)構(gòu)安全部件材料匹配優(yōu)化設(shè)計(jì)展開研究和討論， 以期我國(guó)汽車制造業(yè)提供一定參考。

　　一、引言

　　隨著汽車在我國(guó)居民中的普及程度逐年上升， 如何降低汽車的燃油消耗和尾氣排放量已經(jīng)成為社會(huì)各界和汽車廠商非常重視的問題。其中減小汽車自重是實(shí)現(xiàn)汽車輕量化最直接有效的方式， 具體手段最直接的就是采用輕量化材料。所以， 大多數(shù)汽車生產(chǎn)廠家都會(huì)選擇高強(qiáng)度鋼材這種在汽車輕量化和耐碰撞的安全性方面表現(xiàn)突出的材料， 一方面滿足了對(duì)于汽車環(huán)保性能的要求， 另一方面也對(duì)車身結(jié)構(gòu)的安全性提供了一定保障。

　　二、汽車碰撞過程分析

　　(一) 建立汽車正面碰撞的仿真模型

　　我們以福特金牛座這一美系經(jīng)典家用轎車的整車模型作為整車碰撞的有限元模型， 將另一重量和體積相似的中型家用轎車作為對(duì)象進(jìn)行正面碰撞試驗(yàn)， 經(jīng)過碰撞試驗(yàn)后， 將實(shí)驗(yàn)的結(jié)果及仿真結(jié)果中左右后座椅的平均加速度曲線進(jìn)行比較， 再結(jié)合碰撞之后汽車的變形情況綜合考慮， 本次的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和仿真結(jié)果具有較高的一致性。以此證明利用仿真模型進(jìn)行計(jì)算也可以保證計(jì)算的精確性， 以仿真方式代替真實(shí)實(shí)驗(yàn)， 一方面可以節(jié)省實(shí)驗(yàn)成本， 另一方面也可以保證實(shí)驗(yàn)計(jì)算的真實(shí)性， 為實(shí)驗(yàn)研究提供方便。

　　(二) 汽車碰撞傳力路徑分析

　　汽車傳力路徑主要針對(duì)正面碰撞中的流動(dòng)應(yīng)力進(jìn)行分析， 主要通過明確汽車碰撞時(shí)的應(yīng)力變化和部件截面展開進(jìn)行分析。汽車傳力路徑具體表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)： (1) 車輛和剛性避障產(chǎn)生正面碰撞時(shí)， 一旦車輛前保險(xiǎn)杠發(fā)生彎曲， 沖撞力會(huì)直接轉(zhuǎn)移至前縱梁， 然后將力量直接傳輸至A柱下端、門檻梁以及底盤縱梁等位置， 最后整體向車輛后方傳遞。

　　(三) 汽車碰撞能量分布分析

　　以汽車碰撞的傳力路徑為基礎(chǔ)， 我們能夠檢測(cè)到汽車安全部件的能量分布分析， 確定哪些具體部件能在發(fā)生正面碰撞時(shí)能夠在傳力路徑上起到吸能作用。對(duì)這些部件進(jìn)行進(jìn)一步的能量分布分析， 可以發(fā)現(xiàn)A柱上端的吸能能力較A柱下端要小許多， 從而可以判斷在A柱下端承擔(dān)了大部分車輛正碰時(shí)乘員艙部分的吸能任務(wù)。同時(shí)通過分析各部件在碰撞時(shí)的能量分布， 可以更加明確在正碰過程中承擔(dān)吸能任務(wù)主要部件， 以便于對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)化。

　　三、汽車碰撞安全性設(shè)計(jì)原則與方法

　　在汽車發(fā)生正面碰撞時(shí)， 想要保證汽車的安全性， 首先需要保證汽車結(jié)構(gòu)具有較好的吸能特性。具有良好吸能特性的車身結(jié)構(gòu)可以保證車體的加速度和入侵控制產(chǎn)生良好匹配， 使得汽車在發(fā)生碰撞的過程中更加安全。因此， 汽車正面碰撞的安全設(shè)計(jì)一般堅(jiān)持如下原則： (1) 為了避免乘員收到較大沖擊， 乘員艙的加速度參數(shù)必須控制在較小范圍內(nèi); (2) 保證乘員生存空間盡量大， 提高乘坐人員的安全系數(shù)， 使轉(zhuǎn)向柱后移量盡可能小， 需要將前圍板侵入量數(shù)值設(shè)置盡可能低。

　　四、結(jié)束語

　　本研究對(duì)汽車碰撞過程利用仿真模型進(jìn)行模擬測(cè)定， 進(jìn)而對(duì)車輛正面碰撞時(shí)傳力路徑及能量分布的進(jìn)行分析， 最后通過不同材料的敏感度篩選出最適宜的設(shè)計(jì)方案， 這樣可以使車身在保證安全性能的前提下完成整體質(zhì)量的輕量化。從方法的有效性和準(zhǔn)確性來看， 本文采用的方法有顯著的優(yōu)勢(shì)， 可以有效地對(duì)當(dāng)前汽車車身設(shè)計(jì)提供一定指導(dǎo)， 不僅能夠縮短汽車產(chǎn)品的研發(fā)周期， 還能夠整體提升汽車車身結(jié)構(gòu)碰撞過程中的安全性。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]尹安汽車身結(jié)構(gòu)安全部件材料及其匹配優(yōu)化設(shè)計(jì)分析[J].企業(yè)文化(中旬刊)，2016, (4) :250.

　　[2]吳忠來如何優(yōu)化設(shè)計(jì)汽車車身結(jié)構(gòu)安全部件材料的探討[J]科技展望， 2016, (9) :54.

　　《淺談汽車碰撞過程分析及安全設(shè)計(jì)要點(diǎn)》來源：《中國(guó)戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)》，作者：鄧婕