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鋁型材應用：汽車前防撞梁鋁合金輕量化

發布時間：2018-08-01 19:17:16 作者：錦鋁工業鋁型材 瀏覽次數：

　　汽車前防撞梁普通躲藏在前保險杠里面以及車門內部，在較大沖擊力作用下，彈性資料曾經不能緩沖能量，真正起到維護車內乘員的作用，它是車身被動平安系統的一局部，防撞梁其實并不是讓車子“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，高速碰撞有助于進步維護性，特別在復雜真實的環境碰撞中。

汽車前保險杠防撞梁
 
（圖1：汽車前防撞梁）
　
一、汽車前防撞梁市場應用狀況調查
　　
　　汽車前防撞梁作為汽車的平安部件，通常采用金屬材質，如高強度鋼材和鋁合金等。它普通由防撞橫梁、吸能盒、吸能盒增強件及銜接板組成。圖1 示出汽車前防撞梁裝置位置。
經過市場調查，共統計65 款車型前防撞梁資料應用狀況，自主品牌19 款車型，其中2 款車型應用鋁合金防撞梁;合資品牌46 款車型，有10 款車型應用鋁合金防撞梁。前防撞梁應用狀況統計。
調查結果顯現：合資品牌鋁合金防撞梁應用比例高于國內自主品牌2 倍多，行業內鋁合金防撞梁應用是開展趨向。鋁合金防撞梁均勻質量4.5 kg，鋼制防撞梁均勻質量6.6 kg，差值約32%，可見鋁合金防撞梁輕量化優勢明顯。局部鋁合金前防撞梁應用車型。
　　
汽車前防撞梁

 
二、汽車前防撞梁碰撞仿真比照剖析
　　
　　經過HyperMesh 軟件樹立前防撞梁碰撞模型，模型建好后導入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，碰撞質量設置為1 700 kg，選用速度為36 km/h，計算時間設置為30 ms。
高強鋼汽車前防撞梁碰撞剖析圖。圖3b顯現高強鋼汽車前防撞梁碰撞總能量約85 kJ，其中48.2 kJ 被吸收轉化為內能，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 被吸收轉化為內能，約68.6%的能量被吸收。
比吸能即系統單位質量的吸能量，比吸能反映了不同資料和構造的吸能才能。在基于輕量化的構造設計中，希望構造件比吸能值越大越好[1]。圖5 顯現在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。
　　
汽車防撞梁
　　
三、結論
　　
　　在汽車產品制造中，逐漸加大鋁合金資料的應用比例是汽車輕量化的必然趨向，開發鋁合金防撞梁是完成汽車輕量化主要途徑之一，鋁合金防撞梁經過設計考證后必將取代鋼制防撞梁。
　　
　　1)依據仿真剖析結果，正面碰撞鋁合金防撞梁吸收能量優于鋼制防撞梁，滿足設計運用請求。
　　
　　2)鋁合金相比鋼資料有著密度小的優勢，用鋁合金構造替代傳統鋼構造，可使前防撞梁質量減輕30%～50%，輕量化效果顯著[2]。
　　
　　3)經過比照合資車企與自主車企鋁合金防撞梁應用狀況，可發現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果顯現，鋁合金防撞梁吸能才能明顯優于鋼防撞梁，有助于進步整車平安性。