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摘 要：通过对侧面碰撞试验中出现的门护板破裂情况进行分析，将整车侧面碰撞时车门内钣金的变形简化，建立了一种可以再现整车侧面碰撞时门护板破裂的试验方法。对汽车门护板总成进行侧面碰撞CAE分析，并依据此方法进行了实际的门护板试验，其结果显示的破裂与整车试验中出现的门护板破裂具有较好的一致性。该门护板试验方法易于实现，可以满足实际工程应用，为减小门护板在侧面碰撞中出现破裂的风险提供了科学依据，为验证门护板在侧面碰撞中的安全性提供了新的方法。
关键词：侧面碰撞；CAE；门护板破裂；试验方法
中图分类号：U463.83 4 文献标识码：A 文章编号：1005-2550（2017）04-0035-05
Abstract： Based on the analysis of the door trim breakage occurred in the side impact test， and simplified the deformation of the inner metal sheet， a door trim side impact test method which could reproduce the breakage of the door trim was established. Simulated the door trim system side impact test by CAE， and then the side impact tests were conducted， the result showed good correlation of the door trim breakage between the door trim test and the full vehicle test. This door trim test method can be easily applied in engineering， and it can provide scientific basis to reduce the risk of the door trim breakage occurring in the side impact， and it is a new way to validate the safety of the door trim in the side impact test.
Key Words： side impact； CAE； breakage of door trim； test method
引 言
汽车碰撞安全历来是各主机厂关注的重点内容，而汽车侧面碰撞则是汽车碰撞安全的重要考核项之一，国家标准GB20071-2006[1]制定了专门的试验规程和要求来考核汽车侧面碰撞的安全性。标准中对侧面碰撞的安全性分为两类指标进行衡量，其一是车内乘员的性能指标，即头部、胸部、腹部、骨盆的性能值；其二是特殊要求，主要包含非性能指标的一些要求，其中要求“所有内部构件在脱落时均不得产生锋利的突出物和锯齿边，以防止增加伤害乘员的可能”[1]。目前，针对第一种考核指标，已有较为深入的研究，针对门护板系统也有成熟的零部件试验方法进行考察。董学勤等[2]通过计算机仿真，对车门内饰板相关部位的结构和侧面气囊进行了改进优化，并进行了零部件试验的验证。曲杰等[3]参照国家标准和行业规范，对某企业门护板进行了仿真分析和试验，并以此为基础对缓冲块进行结构优化。但针对门护板破裂时产生的锋利突出物和锯齿边的研究并不多见，除了在实车碰撞试验上进行验证外，基于零部件试验的门护板系统考察方式还没有形成成熟、统一的意见。
本文基于整车侧面碰撞试验，探索了可能导致门护板在侧面碰撞过程中的发生破裂的因素。针对某车型，进行了门护板子系统CAE碰撞模拟，对可能造成门护板破裂的原因进行了分析，并结合零部件试验和实车碰撞试验，对在侧面碰撞过程中发生的门护板破裂问题进行了研究和验证。
1 整车侧面碰撞试验结果分析
所选车型按照C-NCAP侧面碰撞标准进行整车侧面碰撞试验，图1为碰撞后的前左门护板。从图1中可以看到碰撞后门护板有破裂，破裂处对着假人腿部，碰撞过程中裂纹上下部分错开可能导致人体被割伤。因为此破裂范围较大，其位置又处于摄像机死角，很难从整車试验过程中判断出导致门护板破裂的原因，所以有必要在门护板试验中重现此破裂，研究导致其破裂的主要原因，便于进行有效的改善。
2 侧面碰撞中门护板发生破裂的可能因素
侧面碰撞时门护板受到车门钣金的冲击发生变形并撞向乘员，由于车门钣金和乘员身体的加速度不同，车门钣金受到壁障块的冲击，产生朝向车内的较高的加速度，而乘员身体在此刻静止，加速度为零。门护板安装在车门钣金上，跟随车门钣金一起运动，在接触到车内乘员后，由于加速度的不同而受到车门钣金和乘员的挤压。在此过程中门护板可能发生局部破裂，形成“锋利的突出物或锯齿边”对人体产生伤害，最可能造成此问题的原因有两点：
一， 在车门内钣金向车内变形过程中，钣金在局部发生剧烈变形，发生断裂，断裂处有较突出的尖锐物刺穿门护板而导致门护板破裂，例如钣金局部折弯或断裂产生的尖角；或者是车门内的零件本身有较硬且尖锐的角，在碰撞过程中受到车门钣金的推挤而刺穿门护板，例如车门内电线接头。
二， 车门内钣金变形过大，导致门护板变形很大，同时门护板又受到车内人体或座椅等环境件的阻碍，使其局部发生剧烈变形，产生的应变可能超出其自身的断裂极限应变值，此时门护板发生破裂，破裂过程中可能形成尖锐的突出物或锯齿边对人体产生伤害。
当门护板因尖锐物刺穿时，可以很容易的发现造成破裂的尖锐物，这样就很容易进行改善；但当门护板因车门内钣金变形过大而造成破裂时，由于裂纹的扩展，很难从实际样件上找出导致门护板破裂的具体位置，因此，不借助其他工具和方法就很难去进行针对性的改善。
关键词：侧面碰撞；CAE；门护板破裂；试验方法
中图分类号：U463.83 4 文献标识码：A 文章编号：1005-2550（2017）04-0035-05
Abstract： Based on the analysis of the door trim breakage occurred in the side impact test， and simplified the deformation of the inner metal sheet， a door trim side impact test method which could reproduce the breakage of the door trim was established. Simulated the door trim system side impact test by CAE， and then the side impact tests were conducted， the result showed good correlation of the door trim breakage between the door trim test and the full vehicle test. This door trim test method can be easily applied in engineering， and it can provide scientific basis to reduce the risk of the door trim breakage occurring in the side impact， and it is a new way to validate the safety of the door trim in the side impact test.
Key Words： side impact； CAE； breakage of door trim； test method
引 言
汽车碰撞安全历来是各主机厂关注的重点内容，而汽车侧面碰撞则是汽车碰撞安全的重要考核项之一，国家标准GB20071-2006[1]制定了专门的试验规程和要求来考核汽车侧面碰撞的安全性。标准中对侧面碰撞的安全性分为两类指标进行衡量，其一是车内乘员的性能指标，即头部、胸部、腹部、骨盆的性能值；其二是特殊要求，主要包含非性能指标的一些要求，其中要求“所有内部构件在脱落时均不得产生锋利的突出物和锯齿边，以防止增加伤害乘员的可能”[1]。目前，针对第一种考核指标，已有较为深入的研究，针对门护板系统也有成熟的零部件试验方法进行考察。董学勤等[2]通过计算机仿真，对车门内饰板相关部位的结构和侧面气囊进行了改进优化，并进行了零部件试验的验证。曲杰等[3]参照国家标准和行业规范，对某企业门护板进行了仿真分析和试验，并以此为基础对缓冲块进行结构优化。但针对门护板破裂时产生的锋利突出物和锯齿边的研究并不多见，除了在实车碰撞试验上进行验证外，基于零部件试验的门护板系统考察方式还没有形成成熟、统一的意见。
本文基于整车侧面碰撞试验，探索了可能导致门护板在侧面碰撞过程中的发生破裂的因素。针对某车型，进行了门护板子系统CAE碰撞模拟，对可能造成门护板破裂的原因进行了分析，并结合零部件试验和实车碰撞试验，对在侧面碰撞过程中发生的门护板破裂问题进行了研究和验证。
1 整车侧面碰撞试验结果分析
所选车型按照C-NCAP侧面碰撞标准进行整车侧面碰撞试验，图1为碰撞后的前左门护板。从图1中可以看到碰撞后门护板有破裂，破裂处对着假人腿部，碰撞过程中裂纹上下部分错开可能导致人体被割伤。因为此破裂范围较大，其位置又处于摄像机死角，很难从整車试验过程中判断出导致门护板破裂的原因，所以有必要在门护板试验中重现此破裂，研究导致其破裂的主要原因，便于进行有效的改善。
2 侧面碰撞中门护板发生破裂的可能因素
侧面碰撞时门护板受到车门钣金的冲击发生变形并撞向乘员，由于车门钣金和乘员身体的加速度不同，车门钣金受到壁障块的冲击，产生朝向车内的较高的加速度，而乘员身体在此刻静止，加速度为零。门护板安装在车门钣金上，跟随车门钣金一起运动，在接触到车内乘员后，由于加速度的不同而受到车门钣金和乘员的挤压。在此过程中门护板可能发生局部破裂，形成“锋利的突出物或锯齿边”对人体产生伤害，最可能造成此问题的原因有两点：
一， 在车门内钣金向车内变形过程中，钣金在局部发生剧烈变形，发生断裂，断裂处有较突出的尖锐物刺穿门护板而导致门护板破裂，例如钣金局部折弯或断裂产生的尖角；或者是车门内的零件本身有较硬且尖锐的角，在碰撞过程中受到车门钣金的推挤而刺穿门护板，例如车门内电线接头。
二， 车门内钣金变形过大，导致门护板变形很大，同时门护板又受到车内人体或座椅等环境件的阻碍，使其局部发生剧烈变形，产生的应变可能超出其自身的断裂极限应变值，此时门护板发生破裂，破裂过程中可能形成尖锐的突出物或锯齿边对人体产生伤害。
当门护板因尖锐物刺穿时，可以很容易的发现造成破裂的尖锐物，这样就很容易进行改善；但当门护板因车门内钣金变形过大而造成破裂时，由于裂纹的扩展，很难从实际样件上找出导致门护板破裂的具体位置，因此，不借助其他工具和方法就很难去进行针对性的改善。