论文摘要
轻型货车的结构特点决定了其前部缓冲吸能区短,一旦发生正面碰撞,司乘人员容易发生伤亡事故。在我国,轻型货车在安全技术、安全装备和乘员约束系统上要明显落后于乘用车,而且国内对于轻型货车的被动安全性也缺乏足够的重视,暂时还没有专门针对轻型货车安全的强制性法规出台。近年来,随着我国公路运输对高速重载要求的不断提高,轻型货车的被动安全问题日益突出。因此,为保护乘员,促进我国交通运输业和汽车工业的健康发展,对轻型货车的正面碰撞安全性进行研究很有必要。本文在参考大量国内外资料及前人工程经验的基础上,提出了针对轻型货车正面碰撞安全结构的设计思想和方法。然后运用非线性有限元技术,对国内某款平头轻型货车,参照C-NCAP进行了正面刚性墙碰撞计算机仿真模拟,并对整个驾驶室和主要吸能构件的碰撞变形及其变形特性进行了较为详细的分析讨论。从整车加速度、乘员生存空间等方面研究了轻型货车碰撞安全性能的要求。然后针对原保险杠缓冲吸能区构件吸能能力的不足,设计了多胞方管缓冲吸能装置,并对缓冲吸能区结构进行了相应改进。碰撞仿真结果表明改进后的轻型货车碰撞安全性有了显著的提高。在此基础之上,为了实现尽量增加吸收碰撞能量的同时,使得轻型货车的保险杠缓冲吸能构件能够发生稳定的压缩变形,对不同的缓冲吸能结构进行了对比研究和优选。采用计算机仿真模拟的方法,分析了金属薄壁方管在轴向压缩过程中的变形特性,设计了一种具有较强吸能能力、压缩过程平稳的吸能结构:带有隔板和变形引导槽的双层薄壁方管,为轻型货车正面碰撞安全设计与改进提供了有效的参考。