基于偏置碰A柱與流水槽脫開的分析與研究

鐘芳 朱麗燕 李程 任立芳

奇瑞汽車股份有限公司 安徽省蕪湖市 241000

1 引言

隨著車輛的普及，交通事故頻發(fā)，對(duì)人員損傷嚴(yán)重，消費(fèi)者對(duì)車輛安全的意識(shí)提高。中國對(duì)汽車碰撞安全性能的考察要求越來越嚴(yán)格，如中國新車評(píng)價(jià)規(guī)程（ChinaNew Car Assessment Programme，C-NCAP）對(duì)正面40%偏置碰撞的速度由56km/h增加為64 km/h。

在新車型開發(fā)中，碰撞安全是車身設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，本文從某車型在64km/h正面40%偏置碰試驗(yàn)中，出現(xiàn)A柱與流水槽焊點(diǎn)脫開的問題，對(duì)車身結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，并實(shí)車驗(yàn)證優(yōu)化后方案的可靠性。

2 某車試驗(yàn)出現(xiàn)的問題

2.1 存在問題

某車型在64km/h正面40%偏置碰試驗(yàn)中，出現(xiàn)A柱與流水槽焊點(diǎn)脫開的現(xiàn)象：

（1）A柱與玻璃脫開，Y向偏轉(zhuǎn)大。

（2）流水槽左側(cè)與A柱豎板上內(nèi)板焊點(diǎn)完全脫開。

此問題將導(dǎo)致：

（1）開裂很大可能會(huì)導(dǎo)致A柱變形。

（2）拉丁NCAP主觀評(píng)價(jià)，扣分。

2.2 原因分析

針對(duì)某車型偏置碰試驗(yàn)中出現(xiàn)的問題，對(duì)前艙和A柱結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)A柱在碰撞過程中，受到下圖中①②③三條路徑的力（①輪罩側(cè)外板②前擋板支撐板③門檻連接板），如圖所示：

在碰撞過程中，A柱的Y向連接弱，可能存在A柱承受不住從前縱梁、前擋板斜撐和前輪罩側(cè)外板分散過來的力，導(dǎo)致A柱與流水槽拉裂或A柱型面凹陷，變形大，甚至影響前擋板侵入量。

3 優(yōu)化方案及碰撞驗(yàn)證

3.1 優(yōu)化方案

常規(guī)方案，在A柱空腔內(nèi)加隔板，增加空腔內(nèi)的Y向支撐，增大A柱空腔抵抗變形的能力。針對(duì)此問題，本文通過利用儀表橫梁，形成一條Y向傳遞力的途徑④，從而使左右A柱空腔承受的力，通過儀表橫梁相互分散，相互制約，如下圖所示：

①力從輪罩側(cè)外板傳到A柱

②力從前擋板支撐板傳到A柱

③力從門檻連接板傳到A柱

④儀表橫梁對(duì)左右A柱的Y向拉扯力

3.2 具體實(shí)施方案：

如圖4，儀表橫梁與左右A柱腔體連接的結(jié)構(gòu)示意圖。

如圖5，左A柱腔體與左儀表橫梁支架連接的結(jié)構(gòu)局部剖面圖。

如圖6，左右A柱腔體與儀表橫梁連接的結(jié)構(gòu)局部示意圖。

如圖4所示，車身通過儀表橫梁 9將左右兩端A柱腔體通過各3個(gè)螺栓連為一體。

如圖5所示，左前門上鉸鏈加強(qiáng)板1與左儀表橫梁支架5通過2個(gè)螺栓連接，左前門上鉸鏈加強(qiáng)板1與左A柱豎板7通過4個(gè)塞焊連接。右邊連接結(jié)構(gòu)與左邊相同。

如圖6所示，左前門上鉸鏈加強(qiáng)板1是自焊接盒子件，且與左A柱豎板7燒焊，與左儀表橫梁支架5通過螺栓連接。

車身通過儀表橫梁將左右兩端A柱腔體連為一體，儀表橫梁支架不只附著在A柱豎板單個(gè)件上，而是通過前門上鉸鏈加強(qiáng)板與支架螺栓連接，前門上鉸鏈加強(qiáng)板與A柱豎板塞焊連接，實(shí)現(xiàn)儀表橫梁支架與A柱腔體的連接強(qiáng)度提升，而儀表橫梁與左右C儀表橫梁支架通過左右各3個(gè)螺栓連接，最終實(shí)現(xiàn)儀表橫梁與兩端A柱腔體的強(qiáng)連接。碰撞過程中，因儀表橫梁與兩端A柱腔體的強(qiáng)連接，使儀表橫梁起到了Y向拉扯左右A柱腔體的作用，使左右A柱腔體上的受力相互分散，相互制約。

經(jīng)實(shí)車驗(yàn)證，碰撞過程中，此加強(qiáng)方案，明顯改善流水槽與A柱之間焊點(diǎn)的損傷值，有效解決了流水槽與A柱拉裂的問題。同時(shí)因A柱腔體內(nèi)，前門上鉸鏈加強(qiáng)板與A柱豎板的連接加強(qiáng)，前門上鉸鏈安裝點(diǎn)剛度提高。且儀表橫梁支架與左右A柱腔體單邊增加2個(gè)螺栓連接，儀表橫梁支架動(dòng)剛度也得到明顯提升。

4 結(jié)語

本文闡述通過對(duì)前門上鉸鏈安裝加強(qiáng)板和儀表橫梁安裝支架連接結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，很大程度上降低了A柱與流水槽的焊點(diǎn)損傷值，規(guī)避了A柱Y向拉裂的風(fēng)險(xiǎn)；同時(shí)此加強(qiáng)結(jié)構(gòu)通過前門上鉸鏈加強(qiáng)板與儀表板橫梁支架相連，一定程度上加強(qiáng)了上鉸鏈安裝點(diǎn)和提高了儀表板橫梁固定點(diǎn)動(dòng)剛度。