力帆LF7160L1轿车碰撞CAE分析

力帆LF7160L1轿车碰撞CAE分析

力帆LF7160L1轿车碰撞CAE分析 2011： 力帆集团是中国最大的民营企业之一，成立于1992 年。历经15 年的艰苦奋斗，已迅速发展成为融汽车、摩托车的研发、生产、销售（包括出口）为主业，并投资于金融业的大型民营企业。力帆 LF7160L1 轿车以欧洲80 年代末的某款车型为依托、结合中国目前的加工工艺和材料强度，由上海某设计公司完成了初始设计。在内部装饰和外观上有了较大改观，更加紧贴中国用户的审美心理。内部承力部件没有改动，完全借鉴了上述的欧洲车型。由于欧洲原始车型的设计普遍采用EuroNcap 星级范围的最小点数设计，因此，虽然借鉴了欧洲原始车型同样的几何造型，但由于国内材料强度达不到欧洲原始车型的材料强度，使得LF7160L1 轿车达不到原始车型的星级，离EuroNcap 的3 星级有一定距离。然而，力帆520 在海外有广阔的市场，因此，如何提高和改善该车偏置碰撞的性能，成为困惑公司的关键技术难题。虽然汽车碰撞试验是目前普遍认为最准确可靠的研究方法，但这种试验是破坏性的试验，不具有可重复性，且试验费用昂贵，改进周期长，不能满足公司的急需。针对这一问题，公司于2007 年底，决定与重庆大学研究生创新基地合作，采用CAE 仿真技术，力求在短时间内找到偏置碰撞性能不理想的主要原因，提出切实可行的改进方法，极大提高力帆520 轿车偏置碰撞的性能，并在2008 年1 月3 日正式签订了合作协议。果不其然，经与重庆大学合作，仅用了25 天的时间，就完成了力帆520 轿车国内56km/h 偏置碰撞试验的计算机虚拟在现，并且在整车的变形与车身关键部位的减加速度方面，与实验结果吻合良好，如下图所示。

通过对仿真和试验结果分析，很快发现原车结构的不足：一是前横梁下靠前、下偏，导致前纵梁在偏置碰中，严重向下弯曲，吸能量严重不足，把载荷转移给后面的结构；二是前纵梁的诱导槽安排太稀疏，导致折叠变形不理想，吸能量不足，也把载荷转移给后面的结构；三是驾驶室下方的纵梁强度与刚度不足，导致驾驶室变形大。针对上述问题，合作双方很快对原车的吸能结构进行了改进设计，提出了多个改进方案，又经CAE 仿真，仅用了16 天的时间，就找出了改进效果比较好的方案，其计算机仿真结果如下图所示。根据这一结果，对原车的吸能结构进行了改进，国外权威机构对新的力帆520 轿车进行了64km/h 偏置碰撞试验，碰撞试验后整车的变形如下图所示。由图可见，优化后的整车变形良好，A、B、C 柱均保持完好，驾驶室基本不变形，说明基于CAE 仿真结果所提出的改进方案是十分有效的，该车在偏置碰撞中获得了12.5分的好成绩。

优化后整车碰撞变形（仿真）

优化后整车碰撞变形（试验）

通过利用 CAE 仿真技术，快速解决力帆520 轿车偏置碰撞性能不理想的问题，公司上下对CAE 仿真技术有了更深刻的认识，一致认为：（1）基于CAE 仿真技术，进行吸能结构的优化，对于改善轿车偏置碰撞的被动安全性有明显效果，可以取代大部分实验，节约人力、物力和时间；（2）与实验相比，通过CAE 分析，更容易发现结构的问题所在，为结构的改进与优化指明了方向；（3）基于CAE 仿真技术，可以在短时间内快速实现对多个改进方案的性能评价，从而以最低的代价最快的速度找到性能好、制造成本低的最佳改进措施。(end)

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