[发明专利]一种汽车车身前部结构的设计方法及其汽车的设计方法

权利要求书

1.一种汽车车身前部结构的设计方法，所述汽车车身前部结构包括吸能段，所述吸能段内设有吸能部件，其特征在于，包括如下步骤：

获取对标车正面受力碰撞的实时加速度；根据对标车的实时加速度获得目标车的实时等效加速度；

根据上述目标车的实时等效加速度及设计重量，得到目标车的实时等效碰撞力；将所述目标车的实时等效加速度对碰撞时间积分两次，获取所述车身前部结构的实时溃缩距离，然后获得吸能部件的压溃长度；

根据所述目标车的实时等效碰撞力及实时溃缩距离，获得吸能段的吸收能量；

根据吸能部件占所述目标车在对应吸能段内的吸收能量的吸能比例，获取吸能部件的吸收能量；

将吸能部件的吸收能量除以所述对应吸能部件的压溃长度，获取所述吸能部件的理论平均通过力；

根据吸能部件实际平均通过力大于或等于理论平均通过力的原则，设计出吸能部件的设计参数。

2.根据权利要求1所述的汽车车身前部结构的设计方法，其特征在于，所述对标车的实时加速度为车身B柱与门槛梁相交处的实时加速度。

3.根据权利要求1所述的汽车车身前部结构的设计方法，其特征在于，所述吸能部件的压溃长度通过如下步骤获得：通过实时溃缩距离获得溃缩距离-时间曲线，通过目标车的实时等效加速度获得实时等效加速度曲线，比对上述两条曲线，获得吸能部件的压溃长度。

4.根据权利要求1所述的汽车车身前部结构的设计方法，其特征在于，所述吸能部件为管梁型结构，所述设计参数包括吸能部件横截面的长度、宽度、壁厚及材料。

5.根据权利要求4所述的汽车车身前部结构的设计方法，其特征在于，所述汽车车身前部结构包括第一吸能段、第二吸能段、第三吸能段、第四吸能段；

第一吸能段内主要设有吸能部件：保险杠；

第二吸能段内主要设有吸能部件：吸能盒；

第三吸能段内主要设有吸能部件：前纵梁前段；

第四吸能段内主要设有吸能部件：前纵梁中后段。

6.根据权利要求5所述的汽车车身前部结构的设计方法，其特征在于，所述吸能盒、前纵梁前段及前纵梁中后段的实际平均通过力获取自公式：

其中，F_实为实际平均通过力，d为矩形薄壁管梁的横截面长度，b为矩形薄壁管梁的横截面宽度，t为矩形薄壁管梁的壁厚，σ_y为钣材屈服应力，σ(ε)为材料的单向拉伸应力-应变曲线函数，ε_f为材料的延伸率，ε为材料的单向拉伸应变。

7.根据权利要求6所述的汽车车身前部结构的设计方法，其特征在于，所述吸能盒、前纵梁前段和前纵梁中后段占所述目标车在各自吸能段的总吸收能量的比例分别为40～48％、36～50％和14～22％。

8.根据权利要求7所述的汽车车身前部结构的设计方法，其特征在于，前纵梁前段的实际平均通过力大于吸能盒的实际平均通过力，且前纵梁后段的实际平均通过力大于前纵梁前段的实际平均通过力。

9.根据权利要求1所述的汽车车身前部结构的设计方法，其特征在于，吸能段的吸收能量通过如下步骤获得：将目标车的实时等效碰撞力相对实时溃缩距离积分，获得整车实时吸收能量，然后获得吸能段的吸收能量。

10.一种汽车的设计方法，其特征在于，包括步骤：

采用权利要求1-9任一项所述的设计方法设计汽车车身前部结构；

将上述车身前部结构与动力总成、发动机舱布置和底盘定型进行结构细化设计和整车总布置，设计出合理初版的车身结构三维数模；

对合理初版的车身结构三维数模进行仿真分析，优化车身结构，设计出工程样车三维数模；

进行工程样车的试制试验，性能达标后获得最终的汽车CAD数模。