CN214929550U - 一种提高mpdb碰撞相容性的铝合金前防撞梁总成结构 - Google Patents
一种提高mpdb碰撞相容性的铝合金前防撞梁总成结构 Download PDFInfo
- Publication number
- CN214929550U CN214929550U CN202120610976.6U CN202120610976U CN214929550U CN 214929550 U CN214929550 U CN 214929550U CN 202120610976 U CN202120610976 U CN 202120610976U CN 214929550 U CN214929550 U CN 214929550U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- collision
- energy absorption
- absorption box
- collision beam
- aluminum alloy
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 27
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims abstract description 47
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims abstract description 14
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 6
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 claims description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 17
- 239000000956 alloy Substances 0.000 abstract description 7
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 6
- 239000010959 steel Substances 0.000 abstract description 6
- 238000003754 machining Methods 0.000 abstract description 2
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 abstract 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 10
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 4
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 4
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 2
- 206010039203 Road traffic accident Diseases 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 229910001095 light aluminium alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Body Structure For Vehicles (AREA)
- Vibration Dampers (AREA)
Abstract
本实用新型涉及一种提高MPDB碰撞相容性的铝合金前防撞梁总成结构，包括前防撞梁本体、吸能盒、前防撞梁连接板支架以及格栅安装支架，防撞梁本体的两端相对于吸能盒向外侧分别延长64毫米，并在防撞梁本体上表面设置两个格栅安装支架，用于支撑格栅；吸能盒上开设有两个压溃诱导槽，该两个压溃诱导槽分别排列于吸能盒内侧的上、下棱边上，该两个压溃诱导槽距离吸能盒底部的距离为116.9±0.5毫米。在掌握了2021版C‑NCAP的MPDB工况碰撞特点和铝合金材料的材料性能、焊接性能以及加工成型特点的基础上，设计一款全新的铝合金前防撞梁总成以满足MPDB工况相容性设计要求，同时，总成重量相对于钢制前防撞梁总成具有明显减重优势。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种前防撞梁总成，特别是一种提高MPDB（50%重叠渐近式可变形移动壁障正面碰撞）碰撞相容性的铝合金前防撞梁总成结构。
背景技术
2021版C-NCAP即将实施，该评价规程相比于其旧版本更加贴近实际交通事故同时对汽车的安全性也提出更高的要求，其中被动安全工况中采用MPDB工况替代ODB工况（Offset Deformable Barrier：正面40%重叠可变形避障碰撞），MPDB工况显著的特点是增加了相容性罚分项，目的在于评价碰撞过程中对对方车辆及车上乘员的伤害程度。该罚分项与研发车辆的安全性设计具有一定的矛盾性，例如：以提高研发车辆被动安全性为目标的结构强化设计在一定程度上会增加其攻击性从而加大对对方受撞车辆的伤害；反之如果想要降低研发车辆的攻击性则将会在一定程度上牺牲其被动安全性。从优化角度论述新工况对车辆的被动安全设计增加了一个约束条件；因此，对前防撞梁、前纵梁等车辆前部结构的设计提出更高要求：第一、吸能盒与前纵梁刚度要求设计精确既要充分吸收碰撞能量又不能刚度太大，同时，吸能盒与前纵梁之间刚度匹配也要求合理，确保碰撞过程依次压溃变形；第二、前防撞梁本体要求具有足够抗弯刚度避免碰撞过程中前防撞梁本体出现折弯形成单纵梁插入避障的变形模式导致避障变形被击穿的现象；第三、尽量增大前防撞梁本体正面面积主要措施是增加前防撞梁Z向高度和Y向长度，通过增加前防撞梁本体正面面积能够使碰撞早期有更多的避障参与变形吸能从而减少相容性罚分项中的OLC罚分。由于MPDB工况属于新的碰撞工况，以往的车型开发过程中未考虑设计上述要点，前防撞梁总成设计相对简单。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是：提供一种提高MPDB碰撞相容性的铝合金前防撞梁总成结构。
解决上述技术问题的技术方案是：一种提高MPDB碰撞相容性的铝合金前防撞梁总成结构，包括前防撞梁本体、吸能盒、前防撞梁连接板支架以及格栅安装支架，前防撞梁本体采用电弧焊焊接于吸能盒前端，吸能盒后端采用电弧焊焊接于前防撞梁连接板支架上，前防撞梁连接板支架通过螺栓连接的方式安装于前纵梁的前防撞梁安装板上，防撞梁本体的两端相对于吸能盒向外侧分别延长64毫米，并在防撞梁本体上表面设置两个格栅安装支架，用于支撑格栅；吸能盒上开设有两个压溃诱导槽，该两个压溃诱导槽分别排列于吸能盒内侧的上、下棱边上，该两个压溃诱导槽距离吸能盒底部的距离为116.9±0.5毫米。
本实用新型的进一步技术方案是：压溃诱导槽为大小为7*13毫米的椭圆结构。
前防撞梁本体横截面为“目”字型结构，其截面轮廓尺寸为89.9±0.4 *42.9±0.3毫米；各截面厚度为：前、后板厚为3.2±0.25毫米，上、下板厚为2.8±0.25毫米，隔板厚度为2.2±0.25毫米。
吸能盒横截面为“日”字型结构，其截面轮廓尺寸为80.2±0.4 *75.3±0.4毫米；各截面厚度为：左、右板厚为2.2±0.25毫米，上、下板厚为2.0±0.25毫米，隔板厚度为1.8±0.25毫米。
由于采用上述技术方案，本实用新型之一种提高MPDB碰撞相容性的铝合金前防撞梁总成结构，具有以下有益效果：
本实用新型根据MPDB工况相容性罚分特点、碰撞避障的吸能特性以及铝合金材料的力学特性，对防撞梁的结构以及料厚进行优化设计，获得了使整车被动安全和相容性罚分均满足设计要求的前防撞梁优化方案。通过采用轻质铝盒材料以及合理的轻量化设计，使其相对钢制前防撞梁减重明显，总成重量由10.3kg减至5.2kg。本实用新型从轻量化角度出发通过使用轻质铝合金材料以及合理的轻量化优化方法，使前防撞梁在满足碰撞性能以及其他附件安装刚、强度的前提下，总成重量显著降低。
下面，结合说明书附图和具体实施例对本实用新型之一种提高MPDB碰撞相容性的铝合金前防撞梁总成结构的技术特征作进一步的说明。
附图说明
图1：一种提高MPDB碰撞相容性的铝合金前防撞梁总成结构的示意图。
图2：一种提高MPDB碰撞相容性的铝合金前防撞梁总成结构的示意图。
图3：前防撞梁本体的结构示意图（图2的仰视）。
图4：前防撞梁本体的结构示意图（图2的后视）。
图5：图4的B-B截面示意图。
图6：吸能盒的结构示意图。
图7：吸能盒的结构示意图。
图8：吸能盒的结构示意图。
在上述附图中，各标号说明如下：
1-前防撞梁本体，11-线束安装孔，12-安装定位孔，13-拖车螺纹管焊接孔，14-格栅支架安装孔，2-吸能盒，21-压溃诱导槽，22-定位孔，23-线束安装孔，3-前防撞梁连接板支架，31-前防撞梁安装孔，32-前端模块安装孔，4-格栅安装支架。
具体实施方式
一种提高MPDB碰撞相容性的铝合金前防撞梁总成结构，包括前防撞梁本体、吸能盒、前防撞梁连接板支架以及格栅安装支架，前防撞梁本体采用电弧焊焊接于吸能盒前端，吸能盒后端采用电弧焊焊接于前防撞梁连接板支架上，前防撞梁连接板支架通过螺栓连接的方式安装于前纵梁的前防撞梁安装板上，前防撞梁本体结构采用6082-T6铝合金材料制成。前防撞梁本体的两端相对于吸能盒向外侧分别延长64毫米，即前防撞梁本体的两端分别沿着车辆横向向外延长，每端延长64毫米，并在防撞梁本体上表面设计两个格栅安装支架，用于支撑格栅；吸能盒上开设有两个压溃诱导槽，该两个压溃诱导槽排列于吸能盒内侧的上、下棱边上，即吸能盒相对安装时，相对面为内面（内侧），该两个压溃诱导槽距离吸能盒底部的距离为116.9±0.5（±0.5为误差范围）毫米。压溃诱导槽为大小为7*13毫米的椭圆结构，即该椭圆形的压溃诱导槽的长边为13毫米、短边为7毫米，压溃诱导槽的误差范围在±0.2。前防撞梁本体横截面为“目”字型结构，其截面轮廓尺寸为89.9±0.4 *42.9±0.3毫米，各截面厚度为：前、后板厚为3.2±0.25毫米，上、下板厚为2.8±0.25毫米，隔板厚度为2.2±0.25毫米（如图5）。前防撞梁本体两端间的直接距离为1240毫米，前防撞梁本体为弧形结构，圆弧的直径为2996毫米，前防撞梁本体上还设计有牵引钩螺母、格栅安装支架、安装定位孔以及线束安装孔。吸能盒横截面为“日”字型结构，其截面轮廓尺寸为80.2±0.4*75.3±0.4毫米，各截面厚度为：左、右板厚为2.2±0.25毫米，上、下板厚为2.0±0.25毫米，隔板厚度为1.8±0.25毫米（如图8）。吸能盒上也设计有压溃诱导槽、线束安装孔以及定位孔。
具体实施例：本实用新型利用仿真分析软件HyperWorks和Ls-Dyna搭建MPDB工况整车碰撞仿真计算模型，进行虚拟仿真计算及优化，获得了结构耐撞和相容性罚分均满足设计要求的优化方案，其中前防撞梁总成的设计方案如下：
前防撞梁本体设计：前防撞梁本体结构采用6082-T6铝合金材料。为了提高前防撞梁本体的抗弯性能，将前防撞梁截面设计成“目”字形截面，同时，为了增加提高前防撞梁正面接触面积，在不影响发动机扇热的条件下尽量增加前防撞梁本体Z向高度以及在不影响前大灯安装的条件下尽量延长前防撞梁本体Y向长度（Y、Z方向如图2）；此外，前防撞梁本体上还设计有牵引钩螺母、格栅安装支架、安装定位孔以及线束安装孔。
吸能盒设计：吸能盒结构采用6063-T6铝合金材料，其结构设计主要考虑吸能以及与前纵梁的刚度匹配，为了使吸能盒最大程度吸收碰撞能量的同时先于前纵梁压溃，在吸能盒内侧上、下棱边设计了两个7*13的腰形压溃诱导槽；吸能盒前端与前防撞梁本体焊接，后部与前防撞梁连接板支架焊接；此外，吸能盒上也设计有线束安装孔、定位孔。
前防撞梁连接板支架设计：前防撞梁连接板支架采用6063-T6铝合金材料，通过其上面的四个螺栓孔与前纵梁上的前防撞梁安装板连接，同时，其上面还设计有两个前端模块安装孔；为了保证对吸能盒的支撑刚度以及前端模块的安装刚度，通过仿真计算优化确定了前防撞梁连接板支架的尺寸和料厚，并且通过轻量化优化确定了其减重孔尺寸大小。
该项技术的应用，改善了车辆前部的压溃变形模式和吸能效果，设计车型的相容性罚分降低明显，具体如下表：
| 罚分项 | OLC | SD | 是否击穿 | 结构高度 | 罚分合计 |
| 设计目标值 | <1.5 | <0.8 | =0 | ≤1 | ≤3.3 |
| 基础状态 | 1.63 | 1.27 | 0 | 1 | 3.90 |
| 前防撞梁优化状态 | 1.14 | 0.57 | 0 | 1 | 2.71 |
该项技术通过采用轻质铝盒材料以及合理的轻量化设计，使其相对钢制前防撞梁减重明显，总成重量由10.3kg减至5.2kg。
该总成的实施方式：首先利用铝合金挤压成型技术形成前防撞梁本体、吸能盒以及前防撞梁连接板支架的毛坯结构；然后采用机加工的方式对其附件安装孔以及压溃诱导槽等局部结构进行加工；最后利用铝合金焊接技术进行焊接组装。铝合金因为其重量轻强度好、加工性能优良、可循环利用、对环境危害小等优点是替代钢材以实现减重降低油耗减少排放的主要材料，在汽车翼子板、座椅、IP横梁等非主要承载件上得到广泛的应用。通过设计铝合金前防撞梁代替钢制前防撞梁能够进一步的降低车身重量，对缓解能源危机保护环境具有积极意义。
Claims (4)
1.一种提高MPDB碰撞相容性的铝合金前防撞梁总成结构，包括前防撞梁本体、吸能盒、前防撞梁连接板支架以及格栅安装支架，前防撞梁本体采用电弧焊焊接于吸能盒前端，吸能盒后端采用电弧焊焊接于前防撞梁连接板支架上，前防撞梁连接板支架通过螺栓连接的方式安装于前纵梁的前防撞梁安装板上，其特征在于：防撞梁本体的两端相对于吸能盒向外侧分别延长64毫米，并在防撞梁本体上表面设置两个格栅安装支架，用于支撑格栅；吸能盒上开设有两个压溃诱导槽，该两个压溃诱导槽分别排列于吸能盒内侧的上、下棱边上，该两个压溃诱导槽距离吸能盒底部的距离为116.9±0.5毫米。
2.根据权利要求1所述的一种提高MPDB碰撞相容性的铝合金前防撞梁总成结构，其特征在于：压溃诱导槽为大小为7*13毫米的椭圆结构。
3.根据权利要求1所述的一种提高MPDB碰撞相容性的铝合金前防撞梁总成结构，其特征在于：前防撞梁本体横截面为“目”字型结构，其截面轮廓尺寸为89.9±0.4 *42.9±0.3毫米；各截面厚度为：前、后板厚为3.2±0.25毫米，上、下板厚为2.8±0.25毫米，隔板厚度为2.2±0.25毫米。
4.根据权利要求1所述的一种提高MPDB碰撞相容性的铝合金前防撞梁总成结构，其特征在于：吸能盒横截面为“日”字型结构，其截面轮廓尺寸为80.2±0.4 *75.3±0.4毫米；各截面厚度为：左、右板厚为2.2±0.25毫米，上、下板厚为2.0±0.25毫米，隔板厚度为1.8±0.25毫米。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202120610976.6U CN214929550U (zh) | 2021-03-25 | 2021-03-25 | 一种提高mpdb碰撞相容性的铝合金前防撞梁总成结构 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202120610976.6U CN214929550U (zh) | 2021-03-25 | 2021-03-25 | 一种提高mpdb碰撞相容性的铝合金前防撞梁总成结构 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN214929550U true CN214929550U (zh) | 2021-11-30 |
Family
ID=79038867
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202120610976.6U Expired - Fee Related CN214929550U (zh) | 2021-03-25 | 2021-03-25 | 一种提高mpdb碰撞相容性的铝合金前防撞梁总成结构 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN214929550U (zh) |
-
2021
- 2021-03-25 CN CN202120610976.6U patent/CN214929550U/zh not_active Expired - Fee Related
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN215590835U (zh) | 一种车身结构及汽车 | |
| CN113954970A (zh) | 一种车身前部框架结构 | |
| CN206734403U (zh) | 一种乘用车的前副车架后段碰撞吸能结构 | |
| CN214929550U (zh) | 一种提高mpdb碰撞相容性的铝合金前防撞梁总成结构 | |
| CN111959614A (zh) | 溃缩吸能盒及仪表板横梁的前围支架 | |
| EP2890601B1 (en) | Vehicle body front structure | |
| CN109292006B (zh) | 汽车翼子板安装装置 | |
| CN113771955A (zh) | 一种汽车前端碰撞传力结构及车辆 | |
| CN110481642A (zh) | 一种乘用车小偏置防撞总成 | |
| CN201824986U (zh) | 重型车用保险杠前防钻支架总成 | |
| CN110588792A (zh) | 一种适用于电动车的框架式铝合金型材前端模块结构 | |
| CN210760979U (zh) | 一种货车车架用横梁 | |
| CN219428064U (zh) | 一种轻量化匹配装配要求的变宽度后防撞梁 | |
| CN218021523U (zh) | 散热器防护板及汽车 | |
| CN215663661U (zh) | 一种汽车发动机舱车架结构及汽车 | |
| CN220615741U (zh) | 一种汽车前防撞梁总成 | |
| CN215184296U (zh) | 混合动力车电池防碰撞保护结构 | |
| CN219601176U (zh) | 防撞梁总成和车辆 | |
| CN216102387U (zh) | 一种汽车前横梁及其应用的副车架、汽车 | |
| WO2024027659A1 (zh) | 非承载式车身的前舱结构、非承载式车身和车辆 | |
| CN116279814B (zh) | 一种汽车前纵梁总成结构 | |
| CN215752668U (zh) | 一种用于车辆的风窗横梁结构、前围板组件和车辆 | |
| CN217994360U (zh) | 一种前碰撞横梁总成及车辆 | |
| CN220905094U (zh) | 汽车底盘 | |
| CN116552647B (zh) | 一种可用于新能源汽车车身前部的sob防碰撞结构 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20211130 |