基于保險(xiǎn)杠設(shè)計(jì)問(wèn)題分析

1、<p>　　基于保險(xiǎn)杠設(shè)計(jì)問(wèn)題分析</p><p>　　[摘 要]本文首先概述了汽車保險(xiǎn)杠的設(shè)計(jì)原則，然后就設(shè)計(jì)流程以及材料選擇和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)出了探討，最后對(duì)保險(xiǎn)杠設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題進(jìn)行了詳細(xì)分析，汽車保險(xiǎn)杠是汽車造型裝飾協(xié)調(diào)的重要組成部分。本文在此提出了自己的觀點(diǎn)和看法。 </p><p>　　[關(guān)鍵詞]保險(xiǎn)杠； 設(shè)計(jì)； 選材； 結(jié)構(gòu)； 工藝； </p><p

2、>　　中圖分類號(hào)：U463.326 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2015）27-0295-01 </p><p><b>　　一、前言 </b></p><p>　　隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，世界汽車產(chǎn)量不斷提高，我國(guó)汽車制造業(yè)也得到了飛速發(fā)展，對(duì)汽車保險(xiǎn)杠的要求也不斷提高，汽車保險(xiǎn)杠是汽車造型裝飾協(xié)調(diào)的重要組成部分，其除起裝飾作用外，還起保護(hù)翼子板

3、、散熱器和燈具的作用。由于保險(xiǎn)杠具有這些功能，因此，國(guó)內(nèi)外對(duì)保險(xiǎn)杠的設(shè)計(jì)研究具有重要的意義。 </p><p>　　二、汽車保險(xiǎn)杠的設(shè)計(jì)原則 </p><p>　　在保險(xiǎn)杠的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，應(yīng)遵循一下幾個(gè)原則： </p><p>　　滿足國(guó)家各項(xiàng)強(qiáng)制性法規(guī)要求。滿足造型設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)風(fēng)格。滿足客戶的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。在滿足撞擊條件下，力求小型化、簡(jiǎn)單化和低成本。滿足撞擊條件下，提

4、高其裝飾性，采用一體化設(shè)計(jì)方法。保險(xiǎn)杠結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和材料的使用應(yīng)充分體現(xiàn)輕量化設(shè)計(jì)要求塑料吸能式保險(xiǎn)杠是保險(xiǎn)杠設(shè)計(jì)的主流。保險(xiǎn)杠罩面柔軟化以及形狀設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮對(duì)行人的安全保護(hù)。 </p><p>　　三、保險(xiǎn)杠系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程以及原料的選用 </p><p>　　1、基本保險(xiǎn)杠系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程 </p><p>　　產(chǎn)品開(kāi)發(fā)流程通常涵蓋市場(chǎng)調(diào)研、產(chǎn)品規(guī)劃、模擬計(jì)算、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、

5、批量生產(chǎn)等開(kāi)發(fā)流程。保險(xiǎn)杠系統(tǒng)的生命周期設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)同樣遵循開(kāi)發(fā)流程。因此基于DFX的理念，在概念設(shè)計(jì)階段充分考慮后續(xù)設(shè)計(jì)以及產(chǎn)品形成和產(chǎn)品使用回收過(guò)程的各種影響。首先保險(xiǎn)杠系統(tǒng)開(kāi)發(fā)根據(jù)企業(yè)的產(chǎn)品戰(zhàn)略，根據(jù)客戶需求與最新設(shè)計(jì)理念進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后進(jìn)行總布置分析、結(jié)構(gòu)分析，再利用CAD軟件進(jìn)行初始結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與詳細(xì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與工藝分析以及可制造性分析，通過(guò)構(gòu)建成本模型進(jìn)行全生命周期的經(jīng)濟(jì)性分析，最終審核確認(rèn)可行的設(shè)計(jì)方案。 </p>

6、<p><b>　　2、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) </b></p><p>　　對(duì)于保險(xiǎn)杠的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，截面分析，首先考慮保險(xiǎn)杠與其他車身部件的連接關(guān)系，在滿足總布置的前提下，進(jìn)行安裝結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)；然后進(jìn)行保險(xiǎn)杠的本體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)前，與保險(xiǎn)杠蒙皮造型需同步進(jìn)行總布置分析，通過(guò)保險(xiǎn)杠系統(tǒng)的Z向截面、Y向截面等空間截面設(shè)計(jì)來(lái)分析車輛碰撞的安全性通過(guò)總布置分析確認(rèn)碰撞過(guò)程的硬點(diǎn)設(shè)計(jì)。 </p

7、><p>　　3、裝配設(shè)計(jì)與綠色設(shè)計(jì) </p><p>　　保險(xiǎn)杠系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)綜合考慮整體剛度，生產(chǎn)裝配時(shí)須保證配合件尺寸精度。對(duì)于保險(xiǎn)杠裝配設(shè)計(jì)的固定可靠性以及可拆卸性，可通過(guò)CAE仿真工具來(lái)分析保險(xiǎn)杠安裝緊固所需要采用的固定方式與固定點(diǎn)數(shù)量。在產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)階段就需考慮產(chǎn)品裝配與使用以及維護(hù)拆卸，通常運(yùn)用DFA/DFD的設(shè)計(jì)理念完善產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程。保險(xiǎn)杠系統(tǒng)DFA/DFD的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則主要涵蓋：安裝

8、/拆卸工作量最少；易于拆卸準(zhǔn)則；與結(jié)構(gòu)相關(guān)準(zhǔn)則；易于分離準(zhǔn)則。 </p><p>　　4、保險(xiǎn)杠的材料選擇 </p><p>　　汽車保險(xiǎn)杠通常位于汽車的兩頭位置，保險(xiǎn)杠的設(shè)計(jì)需要考慮到防沖撞力的的情況。因此，保險(xiǎn)杠設(shè)計(jì)的安全規(guī)范既要求保險(xiǎn)杠的硬度能夠承受一定的撞擊力，同時(shí)還需要汽車保險(xiǎn)杠在承受撞擊后具有一定的韌性，確保汽車在行駛過(guò)程中的安全。然而，汽車保險(xiǎn)杠屬于汽車外部結(jié)構(gòu)零件，還需要對(duì)

9、汽車行駛的環(huán)境進(jìn)行分析，這就需要對(duì)保險(xiǎn)杠性能進(jìn)行考慮。目前，由于汽車保險(xiǎn)杠屬于汽車外部裝飾的一個(gè)方面，因此需要對(duì)保險(xiǎn)杠外形、電鍍等進(jìn)行合理設(shè)計(jì)、尺寸要合理，以此確保保險(xiǎn)杠收縮變形小和尺寸穩(wěn)定性。 </p><p>　　四、保險(xiǎn)杠的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及保險(xiǎn)杠設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題 </p><p>　　1、保險(xiǎn)杠的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) </p><p>　　轎車前保險(xiǎn)杠系統(tǒng)一般由保險(xiǎn)杠加強(qiáng)橫

10、梁、吸能盒、托架、內(nèi)襯等組成，有的還在保險(xiǎn)杠加強(qiáng)橫梁與保險(xiǎn)杠的外殼之間裝有塑性材料，當(dāng)車輛與行人發(fā)生碰撞時(shí)，泡沫材料可以對(duì)行人腿部有緩沖作用，可以改善碰撞過(guò)程對(duì)行人小腿的損傷，同時(shí)為保險(xiǎn)杠外殼提供支撐，避免外殼在輕微受壓時(shí)斷裂或變形。 </p><p>　　常見(jiàn)的保險(xiǎn)杠有以下幾種。 </p><p>　　（一）、普通保險(xiǎn)杠（conventionalbumpersystem） </p&

11、gt;<p>　　普通保險(xiǎn)杠由防撞橫杠、橫杠加強(qiáng)件、支架、樹脂類填料等組成，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，得到廣泛應(yīng)用。它在保險(xiǎn)杠U形橫梁和加強(qiáng)件之間填充樹脂等復(fù)合材料、蜂窩狀材料或氨基甲酸乙酯泡沫等，利用樹脂塊或泡沫的變形吸收碰撞時(shí)的能量。 </p><p>　　（二）、液壓吸能型保險(xiǎn)杠（HydraulicBumperSystem） </p><p>　　液壓吸能型保險(xiǎn)杠，保險(xiǎn)杠橫梁內(nèi)側(cè)的加強(qiáng)

12、件通過(guò)橡膠墊和液壓緩沖減振器里面的活塞桿相連，活塞桿是空心結(jié)構(gòu)，里面有浮動(dòng)活塞，活塞將活塞桿里面的空腔隔成左右兩個(gè)腔，右腔里充滿液壓油，左腔里充滿氮?dú)?，活塞桿的外圓柱面和緩沖液壓缸的內(nèi)圓柱面之間滑動(dòng)配合，緩沖液壓缸內(nèi)的液壓油和活塞桿的右腔相通。緩沖液壓缸固定在車身加強(qiáng)件或車架上。當(dāng)汽車發(fā)生碰撞事故時(shí)，保險(xiǎn)杠將受到的沖擊載荷傳到活塞桿，活塞桿向右側(cè)移動(dòng)，液壓油被擠壓通過(guò)節(jié)流孔向活塞桿的右腔流動(dòng)，液壓油推動(dòng)活塞桿中的浮動(dòng)活塞向左側(cè)移動(dòng)，活塞

13、桿左腔內(nèi)的氮?dú)獗粔嚎s，利用液壓油流過(guò)節(jié)流孔時(shí)的黏性阻力來(lái)吸收碰撞能量，吸能的效率可高達(dá)80%。 </p><p>　?。ㄈ?、帶氣腔式保險(xiǎn)杠（GasTubeBumperSystem） </p><p>　　氣腔式保險(xiǎn)杠使用氣腔作為內(nèi)襯，安裝在外蓋板和橫梁之間。當(dāng)發(fā)生碰撞時(shí)，氣腔被壓縮，影響氣腔外包裹部件的變形，從而提高保險(xiǎn)杠吸能效果。 </p><p>　　（四）、

14、安全氣囊式保險(xiǎn)杠 </p><p>　　國(guó)外研制了一種帶安全氣囊的汽車保險(xiǎn)杠，這種帶安全氣囊的汽車保險(xiǎn)杠裝置主要通過(guò)傳感器、氣泵、氣囊等主要部件構(gòu)成，并集成后安裝在汽車前保險(xiǎn)杠內(nèi)。當(dāng)發(fā)生碰撞時(shí)，在行人同汽車保險(xiǎn)杠接觸的瞬間，傳感器檢測(cè)到信號(hào)后發(fā)出指令，汽車保險(xiǎn)杠的內(nèi)藏板迅速放下，以便防止行人被撞倒后進(jìn)入車底造成更大傷害。同時(shí)，汽車保險(xiǎn)杠上的傳感器發(fā)出信號(hào)觸發(fā)點(diǎn)火回路，點(diǎn)燃?xì)怏w發(fā)生器內(nèi)的固體燃料，燃料迅速燃燒，釋放

15、出大量的氮?dú)猓獨(dú)庠谳^大的氣壓作用下迅速充入氣囊，便氣囊向前快速打開(kāi)，使被撞的行人與氣囊進(jìn)行軟接觸，起到保護(hù)行人的作用。 </p><p>　　2、保險(xiǎn)杠設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題 </p><p>　　當(dāng)車輛與行人發(fā)生碰撞事故時(shí)，最大限度的減輕對(duì)行人的傷害；當(dāng)汽車發(fā)生輕微的碰撞接觸時(shí)，保險(xiǎn)杠能吸收撞擊的能量，并能自動(dòng)恢復(fù)原狀；當(dāng)車輛和障礙物或其他車輛發(fā)生低速碰撞時(shí)，保護(hù)冷卻系統(tǒng)、燈具照明系統(tǒng)、翼

16、子板等部件，確保汽車的前縱梁不會(huì)發(fā)生變形；保險(xiǎn)杠前防撞橫梁的作用是將碰撞中產(chǎn)生的能量盡可能均勻地傳遞到車身結(jié)構(gòu)的吸能元件，偏置碰撞中能將碰撞力傳遞到保險(xiǎn)杠的另一側(cè)，使碰撞能量最大限度的被吸能元件吸收，同時(shí)將碰撞力均勻地分散到車身前縱梁骨架上，并確保前縱梁壓潰后內(nèi)侵量不能過(guò)大。 </p><p>　　保險(xiǎn)杠的設(shè)計(jì)要求質(zhì)量輕；裝飾和美化車身；總體結(jié)構(gòu)外形滿足整車空氣動(dòng)力學(xué)要求，以減小空氣阻力，降低油耗；便于拆裝更換，

17、維修簡(jiǎn)便；制造工藝簡(jiǎn)單，成本低等。 </p><p><b>　　五、結(jié)束語(yǔ) </b></p><p>　　綜上所述，汽車保險(xiǎn)杠的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，不僅影響到駕乘人員的安全性，而且影響到產(chǎn)品的使用耐久性。汽車保險(xiǎn)杠從設(shè)計(jì)到制作的整個(gè)過(guò)程都對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量起著關(guān)鍵性影響。設(shè)計(jì)保險(xiǎn)杠應(yīng)嚴(yán)格遵循設(shè)計(jì)要求，降低產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)成本，進(jìn)一步提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量，制造出更優(yōu)秀的產(chǎn)品。 </p>