汽車前防撞梁普通躲藏在前保險杠里面以及車門內(nèi)部，在較大沖擊力作用下，彈性資料曾經(jīng)不能緩沖能量，真正起到維護(hù)車內(nèi)乘員的作用，它是車身被動平安系統(tǒng)的一局部，防撞梁其實(shí)并不是讓車子“防撞”，它的主要作用是傳力。簡單概括，防撞梁的作用是：低速碰撞能減少維修本錢，高速碰撞有助于進(jìn)步維護(hù)性，特別在復(fù)雜真實(shí)的環(huán)境碰撞中。
（圖1：汽車前防撞梁）
一、汽車前防撞梁市場應(yīng)用狀況調(diào)查
汽車前防撞梁作為汽車的平安部件，通常采用金屬材質(zhì)，如高強(qiáng)度鋼材和鋁合金等。它普通由防撞橫梁、吸能盒、吸能盒增強(qiáng)件及銜接板組成。圖1 示出汽車前防撞梁裝置位置。
經(jīng)過市場調(diào)查，共統(tǒng)計(jì)65 款車型前防撞梁資料應(yīng)用狀況，自主品牌19 款車型，其中2 款車型應(yīng)用鋁合金防撞梁;合資品牌46 款車型，有10 款車型應(yīng)用鋁合金防撞梁。前防撞梁應(yīng)用狀況統(tǒng)計(jì)。
調(diào)查結(jié)果顯現(xiàn)：合資品牌鋁合金防撞梁應(yīng)用比例高于國內(nèi)自主品牌2 倍多，行業(yè)內(nèi)鋁合金防撞梁應(yīng)用是開展趨向。鋁合金防撞梁均勻質(zhì)量4.5 kg，鋼制防撞梁均勻質(zhì)量6.6 kg，差值約32%，可見鋁合金防撞梁輕量化優(yōu)勢明顯。局部鋁合金前防撞梁應(yīng)用車型。
二、汽車前防撞梁碰撞仿真比照剖析
經(jīng)過HyperMesh 軟件樹立前防撞梁碰撞模型，模型建好后導(dǎo)入LS- DYNA 軟件停止防撞梁性能仿真剖析。工況選擇防撞梁正面碰撞，防撞梁資料選用6061 系鋁合金，碰撞質(zhì)量設(shè)置為1 700 kg，選用速度為36 km/h，計(jì)算時間設(shè)置為30 ms。
高強(qiáng)鋼汽車前防撞梁碰撞剖析圖。圖3b顯現(xiàn)高強(qiáng)鋼汽車前防撞梁碰撞總能量約85 kJ，其中48.2 kJ 被吸收轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，約56.7%的能量被吸收。
鋁合金汽車前防撞梁碰撞總能量約85 kJ,其中58.3 kJ 被吸收轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，約68.6%的能量被吸收。
比吸能即系統(tǒng)單位質(zhì)量的吸能量，比吸能反映了不同資料和構(gòu)造的吸能才能。在基于輕量化的構(gòu)造設(shè)計(jì)中，希望構(gòu)造件比吸能值越大越好[1]。圖5 顯現(xiàn)在30 ms 時鋁合金防撞梁比吸能為11.3 kJ/kg，鋼防撞梁比吸能為5.2 kJ/kg。鋁合金防撞梁的比吸能是鋼防撞梁比吸能的2 倍多。
三、結(jié)論
在汽車產(chǎn)品制造中，逐漸加大鋁合金資料的應(yīng)用比例是汽車輕量化的必然趨向，開發(fā)鋁合金防撞梁是完成汽車輕量化主要途徑之一，鋁合金防撞梁經(jīng)過設(shè)計(jì)考證后必將取代鋼制防撞梁。
1)依據(jù)仿真剖析結(jié)果，正面碰撞鋁合金防撞梁吸收能量優(yōu)于鋼制防撞梁，滿足設(shè)計(jì)運(yùn)用請求。
2)鋁合金相比鋼資料有著密度小的優(yōu)勢，用鋁合金構(gòu)造替代傳統(tǒng)鋼構(gòu)造，可使前防撞梁質(zhì)量減輕30%～50%，輕量化效果顯著[2]。
3)經(jīng)過比照合資車企與自主車企鋁合金防撞梁應(yīng)用狀況，可發(fā)現(xiàn)采用鋁合金防撞梁是汽車輕量化將來趨向。
4)比照防撞梁比吸剖析結(jié)果顯現(xiàn)，鋁合金防撞梁吸能才能明顯優(yōu)于鋼防撞梁，有助于進(jìn)步整車平安性。
16系列
20系列
30系列
40系列
4080系列
45系列
50系列
60系列
80系列
90系列
100系列
輔助鋁型材
15系列
20系列
25系列
30系列
40系列
60系列
80系列
螺栓及螺母
專用連接件
角件
裝飾件
裝配件
支撐件
方管
矩形管
六角棒
鋁排
圓棒
角鋁
圓管
