汽车设计实战-汽车CAE仿真知识连载12-后保险杠低速碰撞分析
一、分析目的
汽车前、后端保护装置，俗称保险杠，指装在车辆前、后端的诸元件，通常采用钢材、铝材、橡胶、塑料或泡沫等吸能材料制成。保险杠可以吸收低速撞击的能量，缓和外界对车身的冲击，对车体结构起着主要的防护作用。其设计要求为在发生接触和轻度碰撞时，减小车辆结构碰撞损伤及改善修复性能，使得车辆前部结果除了必须能满足保护乘员及行人外，还要尽可能地保护车身的主要框架架构不受损坏，以降低车辆维修成本。
按照ECE R42法规对参考车后保险杠低速碰撞仿真分析，以了解其低速耐撞性能，为结构设计提供参考依据。
二、有限元模型
三、边界条件
约束：
防撞梁及后保险杠与车身连接处全部自由度。
载荷：
工况一：纵向（中心）碰撞，碰撞器的速度为4.25Km/h（1.18m/s）；
工况二：纵向（偏移300mm）碰撞，碰撞器的速度为 4.25Km/h（1.18m/s）；
工况三：车角碰撞 ，碰撞器的速度为2.6Km/h
（0.72228m/s），与车辆纵向对称面的夹角为60°；
碰撞器重量=1816KG（整备质量1591KG+3个假人重量75KG*3）。
四、计算结果
碰撞器与保险杠接触力-位移曲线-工况一
碰撞器与保险杠接触力-位移曲线-工况二
碰撞器与保险杠接触力-位移曲线-工况三
五、结论
参照法规ECE R42的要求，对参考车进行了后保险杠低速碰撞仿真分析，从分析结果可以看出：
1、工况一后保险杠最大位移：125mm，防撞梁最大位移：63mm；
2、工况二后保险杠最大位移：129mm，防撞梁最大位移：71mm ；
3、工况三后保险杠最大位移：300mm，防撞梁最大位移： 51mm；
4、各工况的防撞梁变形小于102mm（后防撞梁与后围的X方向距离）；
综上，参考车防撞梁变形较小，有较好的低速碰撞性能，能够满足法规要求。
分析结果为结构设计提供参考依据。
备注：后防撞梁位移目标值（102mm）为后防撞梁与后围的X方向距离。
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