1、近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的快速增長，世界汽車保有量也在逐年增加，但同時也帶來了一系列諸如能源枯竭、溫室效應(yīng)、粉塵及有害氣體的排放等問題。因此，降低油耗、減少排放、提高安全性是當(dāng)今全球汽車工業(yè)所必須面對的問題，而汽車輕量化則是實現(xiàn)汽車節(jié)能減排的一項重要措施。本文在LS-DYNA3D、LS-OPT等有限元模擬仿真軟件的基礎(chǔ)上，設(shè)計出了即能減重又能保證其碰撞安全性能的鋁合金保險杠橫梁并對其性能進(jìn)行研究。
　　 參照原鋼制保險杠橫梁的外形及截面

2、形狀，在原實車裝配空間允許的條件下，設(shè)計了弧線形和折線形兩種鋁合金保險杠橫梁。根據(jù)原鋼制保險杠橫梁前端面的剛度及整體剛度的要求，基于LS-OPT等軟件對弧線形保險杠橫梁的截面進(jìn)行尺寸優(yōu)化設(shè)計，得出一種中空帶兩條加強筋的薄壁鋁合金擠壓件，其質(zhì)量為2.25kg，較原鋼制保險杠橫梁減重39.5％。通過三點彎曲及擺錘碰撞仿真驗證發(fā)現(xiàn)改進(jìn)設(shè)計的弧線形鋁合金保險杠橫梁的剛度要優(yōu)于原鋼制件。
　　 通過不同工況、不同速度的碰撞仿真，研究了三種

3、保險杠橫梁在碰撞過程中的變形行為及吸能性能，并與20km/h的實際臺車碰撞試驗進(jìn)行對比分析。研究表明:無論是在低速還是高速臺車碰撞仿真過程中，兩種鋁合金保險杠橫梁的吸能性能均要優(yōu)于原鋼制件;實際碰撞過程中保險杠橫梁的變形結(jié)果、加速度曲線均與仿真結(jié)果吻合較好;弧線形鋁合金橫梁臺車的加速度變化較原鋼制件的更為平緩，最大峰值更小;折線形鋁合金保險杠橫梁出現(xiàn)明顯的向內(nèi)偏折現(xiàn)象，在整車碰撞過程中可能會損壞橫梁后端的水箱、導(dǎo)風(fēng)板等易損件。