10.16638/jki.1671-7988.2018.18.046雅绅特怎么样
商用车前下防护安全性能分析
张德伟，李冰，孔雪，祝哮，孙巍，尚帅涛
（辽宁忠旺集团有限公司，辽宁辽阳111003）途欢报价
哈弗m2论坛摘要：文章对某商用车铝合金前下防护依据GB26511-2011对其进行安全性能进行分析，分析借助CAE的仿真手段，通过分析初版数据结果，探究其不满足标准的原因，并进行结构优化，结构优化后其安全性能满足标准要求。前下防护采用铝合金材质既可以实现轻量化目标，同时也能满足其安全性能目标。通过CAE技术可以提高试验通过率，从而降低研发成本，缩短研发周期。
关键词：前下防护；安全性能；结构优化；满足标准
中图分类号：U467 文献标识码：B 文章编号：1671-7988(2018)18-135-03
The Safety Performance Analysis of Front Underrun Protection for commercial vehicle Zhang Dewei, Li Bing, Kong Xue, Zhu Xiao, Sun Wei, Shang Shuaitao
( Liaoning Zhongwang Group Co. Ltd., Liaoning Shenyang 111003 )
Abstract: This paper analyzes the safety performance of aluminum alloy front underrun protection for commercial vehicle according to GB26511-2011. By analyzing the results of the first version of the data by CAE technology, this paper studies the reasons why it does not meet the standards. After structural optimization, its safety performance satisfy criteria The aluminum alloy material can not only achieve the lightweight target, but also meet its safety performance target. By CAE technology, the passing rate of test can be improved, so as to reduce the design cost and shorten the design time. Keywords: Front underrun protection; Safety performance; Structure optimization; Satisfy criteria
CLC NO.: U467 Document Code: B Article ID: 1671-7988(2018)18-135-03
前言
随着我国汽车保有量的快速增加，交通事故也不断攀升，尤其是小型车辆与商用车发生正面碰撞事故，小型车辆很多时候被卷入到商用车下部而造成车毁人亡的严重后果，为此我国国家发展与改革委员会发布了标准GB26511-2011，强制规定了商用车前下部防护装置的安全性能要求。
随着我国生态环境政策的不断完善和商用车排放标准的提高，汽车的轻量化已成为大势所趋。铝合金密度低，成型性能优良，可回收利用率高，铝合金作为轻量化材料已经逐步应用在汽车领域。
某商用车前下防护采用铝合金挤压型材，实现轻量化的目标，同时按照标准GB26511-2011对其进行安全性能优化设计分析，通过分析仿真结果及时发现问题，进行结构优化改进，尽可能避免通过实物样件试验不合格后再进行改进的弊端，从而降低研发成本，缩短研发周期，提升客户满意度。
1 法规解析
1.1 加载点位置
GB26511-2011《商用车前下部防护要求》法规适用于安装在N2和N3类车辆上的下部防护装置。加载点的位置P1,P2,P3的示意图如图1，P1点位于距离前轴轮胎最外侧相切的纵向平面200mm处；P2点对称于车辆的纵向中心平面
作者简介：张德伟（1981-），男，山东泰安人，工程师，就职于辽
宁忠旺集团有限公司。从事CAE技术。
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汽车实用技术
136 两侧，相互之间的距离为700mm-1200mm ；P3点位于车辆的纵向中心平面上。P1,P2,P3点位于前下防护横向构件的外表面上，且处于同一水平面内。
图1  加载点位置示意图
1.2 加载及标准
加载面为矩形截面，加载面的高度为150mm ，宽度为150mm （不大于400）。加载示意图如图2所示，加载点承载力标准要求如表1所示。
图2  加载示意图 表1  车门框变形
2 初版数据结果分析
2.1 P1点结果分析
前下防护在P1点的变形及承载力与位移曲线如图3所示，加载装置到达34.3mm 时，P1点的承载力最大为72.7KN ，低于标准值（80KN ），不满足法规要求。
图3  P1点变形及承载力位移曲线图
2.2 P2点结果分析
前下防护在P2点的变形及承载力与位移曲线如图4所示，加载装置到达20.9mm 时，P2点的承载力最大为128.7KN ，低于标准值（160KN ），不满足法规要求。
图4  P2点变形及承载力位移曲线图
2.3 P3点结果分析
前下防护在P3点的变形及承载力与位移曲线如图5所示，加载装置到达25.8mm 时，P3点的承载力最大为76.9KN ，低于标准值（80KN ），不满足法规要求。
图5  P3点变形及承载力位移曲线图
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通过分析可知，前下防护在P1、P2、P3点的承载能力
都不满足国家标准要求，需要对现有结构设计进行优化，根据目前结构的薄弱点进行强化并进一步的分析。
3 优化方案
3.1 原因分析 P1点主要加载在横梁的悬臂结构处，斜支架起到主要支撑作用，但此结构设计的斜支架与横梁的搭接位置靠近端点，远离了加载位置点，在加载过程中不能很好的支撑效果，最终导致P1点的承载能力不能满足法规要求。斜支架的设计如图6所示。
图6  斜支架结构示意图
P2点主要加载在连接支撑件中心处，横梁和连接支撑件起到主要作用。横梁内部两条加强筋变形较早，结构偏弱；
连接支撑件要有足够的强度保证加载装置的侵入，但此连接支撑件的“口”字形结构承载能力低，在加载过程中其强度无法支撑住前端侵入导致承载力下降，最终导致P2点的承载能力无法达到法规要求。P2点变形截面示意图设计如图7所示。
昆明二手车市场图7  “口”字形及P2点变形截面示意图
P3点主要加载在横梁中心处，横梁的跨度和自身结构设
计起主导作用。车辆的前期总布置决定了横梁跨度，在后期一般不可变动，所以横梁的结构设计就决定了P3点的承载
张德伟 等：商用车前下防护安全性能分析
扭矩是什么意思
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能力。在加载中横梁内部两条加强筋变形较早，使得横梁的抗弯能力降低，最终使得P3点的承载能力无法达到法规要求。P3点变形截面示意图设计如图7所示。
图8  P3点变形截面示意图
3.1 优化方案
针对P1、P2、P3点无法满足标准的原因，综合考虑P1、P2、P3点相关的关键部件及结构特点，对其下防护结构进行优化。优化方案具体说明如表2所示。
表2  优化方案
4 优化数据结果分析
表3  优化方案承载力
图9  优化后P1点变形及承载力位移曲线图
图10  优化P2点变形及承载力位移曲线图
图11  优化后P3点变形及承载力位移曲线图
下防护经过结构优化后，前下防护在P1、P2、P3点的承载能力都能满足国家标准要求，其承载力及位移大小如表3，其变形及承载力位移曲线如图9、10、11所示。
5 结论
依据GB26511-2011对某商用车下防护进行承载力分析，分析初版数据结果，探究其不满足标准的原因并进行结构优化，优化后满足标准要求。
（1）从初版数据仿真结果看，前下防护在P1、P2、P3
点的承载能力都不满足国家标准要求，需要对现有结构设计进行优化。
（2）下防护经过结构优化后，前下防护在P1、P2、P3点的承载能力都能满足国家标准要求。
（3）前下防护采用铝合金材质既可以实现轻量化目标，同时也能满足其安全性能。 参考文献
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