[发明专利]一种车身前纵梁测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及汽车设计测试领域，特别涉及一种车身前纵梁测试方法。

背景技术

现有汽车的钢制车身采用传统冲压件焊接技术。在汽车安全保障方面，利用车身前纵梁的轴向压溃变形的设计，以有效地吸收冲击过程中的动能，避免对车内成员造成过大的冲击。现有的这种冲压件焊接技术，其方法成熟，应用广泛。

为了节能降耗的目的，近年来，汽车产业正在发生着新的变化，并具有新的创新出现。其中的一个发展方向，就是降低整车质量，以减少消耗，特别地，随着电动汽车的普及，降低整车质量更加成为延长电动汽车行驶里程的技术突破点之一。

对于降低整车质量而言，采用轻型材料替代钢制车身是一个主要发展。其中，铝制车身是现在乃至未来汽车行业发展的方向。对于铝制车身而言，由于铝制和钢制材料的物理属性的不同，导致了二者在强度、可焊接度等方面的不同，使得传统的冲压件焊接技术无法应用于铝制车身，同时，抗冲撞方面的设计也需要从头开始。

其中，纯铝车身前部的用于吸能的车身前纵梁在保障车辆行驶安全方面具有重要作用，但是由于铝型材在高速应变下的硬化和失效问题，使得传统的冲压件焊接技术制造的钢制车身前纵梁的技术已经不能适用于纯铝车身的设计和制造。同时，车身前纵梁还需要与整车一同进行车身碰撞性能方面的测试，以取得车身碰撞安全要求的设计结果，进而才能进行采用以实现车辆的量产，但对于汽车研发投入和研发周期而言，大量的设计、制造、测试将极大地提高汽车研发投入并延长研发周期。进而，纯铝车身中，车身前纵梁的设计和测试就对本领域研发技术人员提出了新的挑战。

发明内容

本发明的目的是提供一种车身前纵梁测试方法，以适用于铝型材的车身前纵梁，进而在不降低车身前纵梁设计质量的同时降低研发投入并缩短研发时间。

本发明提供了一种车身前纵梁测试方法，包括：

针对所设计的车身前纵梁，进行落锤轴向压溃试验；

建立车身前纵梁有限元模型，并进行落锤轴向压溃仿真分析；

利用所述落锤轴向压溃仿真分析的结果与所述落锤轴向压溃试验的结果之间的对比，对所述车身前纵梁有限元模型进行修正；

将修正后的车身前纵梁有限元模型应用于整车碰撞仿真运算，以验证所述车身前纵梁在整车结构中是否符合吸能要求。

进一步，所述落锤轴向压溃仿真分析的结果和所述落锤轴向压溃试验的结果包括：

落锤竖向位移随时间变化曲线、落锤竖向速度随时间变化曲线、底座反力随时间变化曲线、落锤动能随落锤位移变化曲线。

进一步，所述落锤轴向压溃试验中：

设置落锤与所述车身前纵梁接触时的初始速度，通过配置落锤的质量来设置接触时所述落锤的动能。

进一步，所述落锤轴向压溃试验仿真分析包括：

建立落锤有限元模型和底座有限元模型；

在落锤有限元模型和车身前纵梁有限元模型之间，设置面面接触；

在车身前纵梁有限元模型和底座有限元模型之间，设置面面接触；

设置车身前纵梁有限元模型的自接触；

根据吸能效果的评价标准进行有限元仿真，并输出仿真分析结果。

进一步，所述车身前纵梁为铝型材，所述车身为铝型材。

从上述方案可以看出，本发明的车身前纵梁测试方法，首先针对所设计的车身前纵梁进行落锤轴向压溃试验进而获得实际试验数据，进而利用实际试验数据建立相关的有限元模型，利用有限元模型进行车身前纵梁的仿真分析并进行修正，将修正后的车身前纵梁有限元模型应用于整车碰撞仿真运算，以验证所述车身前纵梁在整车结构中是否符合吸能要求。可以看出，本发明从实际试验数据验证有限元模型进而利用仿真运算验证所述车身前纵梁在整车结构中是否符合吸能要求，采用仿真运算替代大量的实际试验，利用仿真运算可重复、便于改进、获取结果速度快等优势，节省了实际试验中所消耗的大量投入并缩短了研发时间。同时，本发明利用仿真分析结果与实际的落锤轴向压溃试验结果的对比，对所述车身前纵梁有限元模型进行修正，从而保证了仿真计算结果的准确性。

附图说明

以下附图仅对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。

图1为本发明的车身前纵梁测试方法流程图；

图2为本发明的一个具体实施例的流程图；

图3A为本发明实施例中的落锤竖向位移随时间变化曲线的对比示意图；

图3B为本发明实施例中的落锤竖向速度随时间变化曲线的对比示意图；

图3C为本发明实施例中的底座反力随时间变化曲线的对比示意图；