【摘 要】由于受現(xiàn)代汽車造型趨勢(shì)的影響，翼子板上部多處在行人保護(hù)區(qū)域內(nèi)。基于汽車對(duì)行人的碰撞保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)在汽車設(shè)計(jì)中的要求，如翼子板上部結(jié)構(gòu)剛度和強(qiáng)度較強(qiáng)，當(dāng)行人遭受碰撞與翼子板發(fā)生接觸時(shí)，勢(shì)必對(duì)行人頭部造成非常大的傷害。因此，優(yōu)化翼子板結(jié)構(gòu)，使碰撞能量被翼子板結(jié)構(gòu)吸收，從而減小翼子板上部區(qū)域?qū)π腥祟^部的碰撞傷害，這對(duì)提高車輛安全性能非常必要。

【關(guān)鍵詞】翼子板；行人保護(hù)；碰撞；安全性能

0.引言

現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外的許多汽車研究機(jī)構(gòu)都開(kāi)展了行人安全方面的研究，2009年8月23日天津中國(guó)汽車技術(shù)研究中心完成了首例汽車行人碰撞試驗(yàn)。結(jié)果顯示：碰撞點(diǎn)主要發(fā)生在保險(xiǎn)杠，發(fā)動(dòng)機(jī)蓋和翼子板等部位。如果汽車在設(shè)計(jì)時(shí)能在這些部位上考慮緩沖吸能結(jié)構(gòu)，這樣就可能有效減緩事故發(fā)生時(shí)對(duì)人的傷害。

1.行人保護(hù)法規(guī)

1.1頭部傷害指標(biāo)

目前HIC（Head Injury Criterion）已經(jīng)成為使用最為廣泛的頭部傷害評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T24550-2009對(duì)HIC的計(jì)算方式進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明：

HIC==t2-t11t2-t1t1t2adt2.5 t2-t1≤15ms

式中：a為測(cè)量的合成加速度，以g為單位（1g=9.18m/s2）；

t1和t2為在沖擊過(guò)程中的兩個(gè)時(shí)刻（以s為單位），表示記錄開(kāi)始記錄結(jié)束兩個(gè)時(shí)刻之間的某一段時(shí)間間隔，在該時(shí)間間隔內(nèi)HIC取最大值（t1- t2≤15ms）。

1.2成人頭型試驗(yàn)區(qū)域

車輛前部結(jié)構(gòu)和外表面區(qū)域（圖1），該區(qū)域的界限是前面至1700mm的包絡(luò)線（WAD），后面至成人頭型的后面基準(zhǔn)線，兩側(cè)至側(cè)面基準(zhǔn)線。

1.3兒童頭型試驗(yàn)區(qū)域

車輛前部結(jié)構(gòu)的外表面區(qū)域（圖1），區(qū)域的界限是前面至兒童頭型前基準(zhǔn)線，后面至1700mm的包絡(luò)線（WAD），兩側(cè)至側(cè)面基準(zhǔn)線。

1.4行人碰撞頭部傷害指數(shù)HIC要求

至少一半的兒童頭型試驗(yàn)區(qū)域，HIC值應(yīng)不大于1000。三分之二以上的成人頭型和兒童頭型合計(jì)的試驗(yàn)區(qū)域，HIC值應(yīng)不大于1000。兩個(gè)頭型剩余區(qū)域HIC值不大于1700。如果車輛只有兒童頭型試驗(yàn)區(qū)域，三分之二以上的試驗(yàn)區(qū)域HIC值不大于1000，剩余區(qū)域的HIC值不大于1700（圖1）。

2.基于行人保護(hù)的翼子板結(jié)構(gòu)

2.1行人保護(hù)對(duì)翼子板壓潰空間及結(jié)構(gòu)要求

翼子板處于成人（或兒童）頭部碰撞區(qū)域內(nèi)，要求行人保護(hù)安全區(qū)域包絡(luò)線內(nèi)不能有硬點(diǎn)結(jié)構(gòu)。當(dāng)HIC≤1000時(shí)，要求壓潰吸能空間（圖2）85mm距離內(nèi)不得有硬點(diǎn)結(jié)構(gòu)，當(dāng)HIC≤1700時(shí)，要求壓潰吸能空間72mm距離內(nèi)不得有硬點(diǎn)結(jié)構(gòu)。

2.2利于行人保護(hù)的翼子板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

為有利于行人保護(hù)，應(yīng)盡量將翼子板與發(fā)動(dòng)機(jī)蓋分縫線定義在頭部碰撞區(qū)域外側(cè)。若無(wú)法實(shí)現(xiàn)，則需要增加翼子板與車身距離并增加可壓潰支架來(lái)實(shí)現(xiàn)壓潰吸能。

2.2.1翼子板的分件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

為保證“3.1行人保護(hù)對(duì)翼子板壓潰空間及結(jié)構(gòu)要求”，翼子板的翻邊角度θ（圖3）應(yīng)設(shè)計(jì)為大于30度，尺寸L（圖3）應(yīng)設(shè)計(jì)的盡可能大。但從翼子板的成形性來(lái)分析，當(dāng)L大于40mm時(shí)，會(huì)導(dǎo)致翼子板成形困難或無(wú)法成形。因此，當(dāng)L大于40mm時(shí)應(yīng)該考慮將翼子板進(jìn)行分件設(shè)計(jì)。將翼子板分為翼子板本體與翼子板連接支架兩件（圖4），將兩件通過(guò)焊接形式連接，由于翼子板支架不會(huì)受到高度尺寸限制，這樣就可以滿足行人保護(hù)對(duì)翼子板壓潰空間及結(jié)構(gòu)要求。

2.2.2車身增加翼子板安裝支架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

由于翼子板的分件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)會(huì)增加成本，且翼子板本體與翼子板連接支架在焊接過(guò)程中匹配公差不易控制。因此，設(shè)計(jì)一個(gè)易于壓潰的翼子板安裝支架（圖3），將支架先與車身縱梁進(jìn)行焊接，再將翼子板與支架進(jìn)行螺栓連接。支架在設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮易于潰縮，通過(guò)在支架上增加弱化支架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的工藝孔或壓潰筋結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)行人保護(hù)對(duì)翼子板壓潰空間及結(jié)構(gòu)要求。

3.總結(jié)

在我國(guó)，車輛和行人密度大，車輛和行人間的矛盾極為突出，為減輕車輛對(duì)行人的傷害，我國(guó)汽車生產(chǎn)廠商都已加強(qiáng)對(duì)行人保護(hù)的研究。通過(guò)零件利于行人保護(hù)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以及試驗(yàn)和CAE模擬分析，汽車行人保護(hù)安全性能將不斷得到提升。相信隨著研究的不斷深入，對(duì)行人這一弱勢(shì)群體的保護(hù)將不斷加強(qiáng)。

【參考文獻(xiàn)】

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