前防撞横梁总成设计指南

设计指南编号：前防撞横梁总成设计指南编制日期：2009.09.10编者：张锋杨金秀版次：（00）页次：-1-奇瑞汽车股份有限公司前防撞横梁总成设计指南编制：审核：部门批准：技术委员会批准：汽车工程研究院车身部设计指南编号：前防撞横梁总成设计指南编制日期：2009.09.10编者：张锋杨金秀版次：（00）页次：-I-目录第一章概述...................................................................................................................................11.1该指南的主要目的...............................................................................................................11.2该指南的主要内容...............................................................................................................1第二章法规对比分析...................................................................................................................12.1低速碰撞法规要求...............................................................................................................12.1.1政府法规试验规范简介...............................................................................................12.1.2保险协会试验规范简介................................................................................................42.2高速碰撞法规要求...............................................................................................................5第三章前防撞横梁的布置设计...................................................................................................63.1前防撞横梁离地高度布置要求............................................................................................63.2前防撞横梁距前保蒙皮、发动机盖前缘等部件的距离....................................................93.3前防撞横梁长度要求..........................................................................................................12第四章前防撞横梁结构设计.....................................................................................................134.1前防撞横梁的安装方式......................................................................................................134.2前防撞横梁的工艺分类......................................................................................................144.3前防撞横梁的截面型式......................................................................................................164.4前防撞横梁的轨迹曲线......................................................................................................194.5吸能盒结构设计..................................................................................................................204.5.1常见吸能盒结构..........................................................................................................204.5.2特殊吸能盒结构..........................................................................................................224.6拖车钩结构设计..................................................................................................................23第五章前防撞横梁的材料定义及减重.....................................................................................245.1前防撞横梁材料选用..........................................................................................................245.2前防撞横梁减重设计..........................................................................................................25第六章前防撞横梁的CAE模拟分析.........................................................................................266.1典型截面的CAE对比分析.................................................................................................266.2前防撞横梁总成碰撞CAE模拟分析.................................................................................27第七章前防撞横梁的设计趋势.................................................................................................307.1高强度材料运用..................................................................................................................307.2保护系统装配集成、前端模块轻量化..............................................................................30设计指南编号：前防撞横梁总成设计指南编制日期：2009.06.10编者：张锋杨金秀版次：（00）页次：-1-第一章概述保险杠系统由保险杠蒙皮、吸能块、防撞横梁及小腿保护梁所组成。防撞横梁总成是保险杠系统的重要组成部分，也是车身结构的重要组成部分，它在汽车低速碰撞中起着决定性作用，同时在高速碰撞中也起着吸能和力量传导的重要作用。1.1该指南的主要目的使大家对防撞横梁总成的设计有一个初步的思路，对需要满足的各种条件有一个比较全面的基本认识。该指南的撰写主要解决以下两个方面的问题:1）防撞横梁的设计需要满足哪些法规方面的要求；2）防撞横梁结构设计需要考虑到的因素，包括材料选用、横梁截面设计、成型工艺选择、拖车钩结构设计、吸能盒结构设计等。1.2该指南的主要内容该指南围绕“防撞横梁设计”这个中心环节，内容主要从以下几个方面展开：1）法规对比分析（低速碰撞、高速碰撞）；2）前期概念设计布置分析；3）防撞横梁、吸能盒、拖车钩等部件结构设计，并辅以Benchmark资料供参考；4）对于设计中涉及到的零部件材料、重量、成本、以及CAE模拟分析等问题，也给予相应的简要说明5）最后对整个前防撞系统及其前端模块的发展趋势作一个简单介绍。第二章法规对比分析2.1低速碰撞法规要求针对不同的市场，需要满足不同的技术法规要求，因此在目标市场确定以后，就应针对相应的市场进行法规校核，前防撞横梁布置与造型息息相关，在造型初期就应该关注布置空间，并对布置空间进行校核和提出要求。法规体系主要包括政府法规和保险协会评测两部分。学习法规重点关注其测试速度、碰撞器高度、碰撞器结构特点、测试内容、实验考察重点、实验车测试状态。2.1.1政府法规试验规范简介不同销售市场的法规代号见下表：销售市场法规标准号备注欧洲ECER42摆锤实验（一种摆锤）/滑车加拿大CMVSS215最新修订版本测试速度与ECER42一致美国NHTSAPart581摆锤实验（二种摆锤）+刚性壁障中国GB17354沿袭ECER42的相关规定以上三种法规试验考察的内容基本相同：1)照明灯和信号灯装置应能持续正常工作并清晰可见；2)发动机盖、行李箱盖和车门能正常开闭，汽车的侧门应在碰撞的作用下不能开启；设计指南编号：前防撞横梁总成设计指南编制日期：2009.06.10编者：张锋杨金秀版次：（00）页次：-2-3)供油和冷却系统应无泄漏，油路或水路不堵塞，其密封装置与油箱和水箱盖能正常工作；4)排气系统不应损坏和错位；5)传动系统、悬架系统（包括轮胎）、转向和制动系统保持良好的调整状态并能正常工作。各国法规对比见表2.1，GB17354-1998与ECER42基本一致，加拿大最新修订标准CMVSS215–June，262008与美国NHTSAPart581—October，12006基本一致，表中未列出。表2.1低速碰撞法规对比备注：正向撞击时前后两次测试位置要求Y向≥300mm，具体撞击点任意选取。欧标采用图2.1所示摆锤，美标采用图2.1及图2.2所示两种摆锤，高位摆锤旨在考察防撞横梁对发动机盖及后盖的保护情况，在布置防撞横梁时，其截面需要高出发盖或后盖表面一定距离（X方向极值点），即图中L4值，如图2.3所示。设计指南编号：前防撞横梁总成设计指南编制日期：2