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小重叠碰撞优化分析
2020-04-22 23:32:01· 来源：车辆安全性能
小重叠碰撞工况在2012年被IIHS引入以来，给车辆安全设计带来巨大的挑战，在设计方面无论是车辆的结构，还是车辆的约束系统都有很大的不同。IIHS在引入小重叠碰撞
小重叠碰撞工况在2012年被IIHS引入以来，给车辆安全设计带来巨大的挑战，在设计方面无论是车辆的结构，还是车辆的约束系统都有很大的不同。
IIHS在引入小重叠碰撞之前已经有了中等重叠碰撞评估：40%重叠ODB。在伤害评估方面，小重叠碰撞评估与中等重叠碰撞评估类似，但在车身结构变形和假人运动方面，小重叠碰撞更加剧烈。
通过对现有的交通事故调查结果显示，在有致命伤害的交通事故中，导致伤害的主要因素中，车身结构性能权重占7%，约束系统性能仅占3%，而在导致伤害的次要因素中，车身结构性能权重占38%，约束系统性能占22%。从这两组数据可以看出，对于小重叠碰撞来说，车身结构是至关重要的。
一般来说，小重叠工况中，传统车辆的前纵梁结构与刚性壁障重叠量少，即使前纵梁与刚性壁障有重叠，也基本是处于半径150mm的圆弧上，碰撞时很容易滑出。所以在车身结构设计时，建议将前纵梁略微外扩。如下图所示。
为了应对小重叠碰撞，对车身结构加强是必要的，但加强并不意味着简单地增加钢板的厚度和提升钢板强度。同时还要考虑车身的轻量化。小重叠结构着重在25%到车外缘之间的结构。
1、A柱是非常关键的，考虑在A柱内侧和外侧增加加强板
2、门洞周边采用分块激光拼焊技术，既可以加强结构也能达到轻量化的目的。
这些优化设计，这部分结构的质量从19kg降到14.5kg，减重明显！
在侵入方面
经过CAE分析，铰链柱的侵入明显降低，达到25mm左右。
在车身结构变形方面
在35ms时刻，优化前，纵梁承担了较多的载荷，而在优化后，部分载荷转移到Shotgun上了，因此在这一时刻，轮罩和前底板塑形变形明显减少。
在55ms时刻，主要是shotgun压溃，这是铰链柱开始压溃。
在75ms时刻，优化前的铰链柱与门槛之间有较大的相对变形运动，而优化后，焊缝保持完整，相对变形运动变小。在前底板和轮罩这块可以明显看出，优化后，由于结构有所加强，有效地降低了塑形变形。
110ms时刻，优化前，由于车辆载荷传递不好，铰链柱与门槛相对运动越来越大，车辆受到的侧向力较小，因此车辆开始旋转，铰链柱后侵，前底板有较大塑形变形，A柱有明显弯折！而优化后，碰撞载荷传递较好，整车受到了较大的侧向力，A柱的弯折明显减小。
160ms时刻，碰撞事件基本结束，可以看出优化前的车身塑形变形较大，铰链柱反弹较小，而优化后，各位置连接保持完好，车身变形有一定的反弹。
在截面力方面
在铰链柱上，在铰链柱下端，优化前后截面力变化不大，但铰链柱上端，优化前后截面力变化较大，这是由于优化后，载荷传递好，结构增强，铰链柱下端变形小，导致传递到上面的载荷变小。
而从门槛上就很明显看出来，优化后，门槛承担了更多的载荷，截面力明显变大
A柱上截面力则和铰链柱上端趋势相近。
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