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博越后保险杠全解析
1 400 发布于 2016-04-19 17:32:31 只看楼主 热门标准
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一、博越后保险杠使用了什么材料:GMT

GMT(Glass Mat reinforced Thermoplastics)是玻璃纤维增强型热塑性塑料的英文首字母缩写。GMT材料是一种新型工程用塑料,可广泛应用于汽车车身各部位,可替代传统的金属部件,减轻重量,降低成本。相信在不久的将来,会为整个汽车工业带来一场新的革命。

GMT以热塑性树脂为基体,以玻璃纤维毡为增强骨架的复合材料。模压好的GMT部件几乎是各向同性的,对于所有类型的冲击,都具有良好的强度,其最终产品没有焊缝,而且可回收利用,这使得它受到汽车界的极大关注。现在欧洲汽车工业越来越倾向于使用GMT,利用它来生产前端部件、座椅壳体、发动机隔噪罩、保险杠、仪表板托架等部件。

二、和玻璃钢一样吗:不一样

玻璃钢(FRP)亦称作GFRP,即纤维强化塑料,一般指用玻璃纤维增强不饱和聚酯、环氧树脂酚醛树脂基体。以玻璃纤维或其制品作增强材料的增强塑料,称谓为玻璃纤维增强塑料,或称谓玻璃钢。

三、在汽车工业中的应用

4 保险杆

在美国,GMT已广泛用于模制汽车保险杆。而现在则发展为由数层单向 GMT(GMT - VD)组成性能更好的单向保险杠,这种保险杠在低温下也具有良好的刚度,能量吸收及故障自动保险性能优良,质量较轻,可按材料性能进行模制,可满足主要应力方向上的高刚度和高强度要求。

四、保险杠的定义:是由外板、缓冲材料和横梁(注:俗称的防撞梁)等三部分组成

定义及由来

汽车保险杠是吸收缓和外界冲击力,防护车身前后部的安全装置。目前轿车的前后保险杠采用了塑料,人们称为塑料保险杠。塑料保险杠是由外板、缓冲材料和横梁等三部分组成。其中外板和缓冲材料用塑料制成,横梁用厚度为1.5毫米左右的冷轧薄板冲压而成U型槽;外板和缓冲材料附着在横梁上,横梁与车架纵梁螺丝联接,可以随时拆卸下来。从安全上看,汽车发生碰撞事故时能起到缓冲作用,保护前后车体,从外观上看,可以很自然地与车体结合在一块,浑然成一体,具有很好的装饰性,成为装饰轿车外型的重要部件。

五、GMT的强度:抗拉强度、弯曲强度均大于等于220兆帕。

六、如何达到钢制保险杠的强度:更厚

以采用弯曲强度660兆帕2mm厚的钢板制成的保险杠为例,则改用GMT材料,须使厚度达到钢板的3倍即6mm,其整体强度就完全相同,如果GMT保险杠厚度达到8mm,其整体强度就相当于880兆帕的2mm钢制保险杠。

七、博越后保险杠到底有多厚:看图



八、吉利工程师怎么说:

您好:1、密度低,总量轻,比强度高; 2、 耐腐蚀; 3、抗冲击; 4、设计自由度大,易于实现复杂制件一次成型;5、能够满足E-NCAP和美规后碰撞法规要求。顺祝快乐人生,吉利相伴!
您好:1、博越设计采用的是吸能盒防撞梁一体式设计,该设计充分利用了GMT 材料的优势,相比钢板横梁截面可以做的大,延伸至两侧,这样一,整体抗弯强度高,可达2mm以上高强钢板强度;2、在纵梁后端常规吸能盒区域,该横梁有特殊设计,利用该材料内涵玻纤特性,碰撞中藕断丝连,高速碰撞力均匀传递至后纵梁,吸能压溃效果理想。另外,整体结构安全设计中,要认识到吸能盒不是必须的,吸能盒和防撞梁,纵梁需要匹配设计。一体式防撞梁设计在国际上也有先例,比如沃尔沃的V40车型后保也没有吸能盒,吸能盒防撞梁一体式。顺祝快乐人生,吉利相伴!

       本来不想对GMT后保骨架的事情说什么,因为相信真正搞汽车的人都不想对这类事情解释太多,就好像很多人认为钢板厚的车安全一样,我们就只能呵呵。因为安全不是靠材料靠感觉出来的,而是严格的而且反复的试验验证得到的,汽车设计不单纯是设计,而是一个科学验证的产物。当然今天准备讲,我也是问了我们项目组做这块设计的工程师,了解了设计的全部过程,希望拷贝不走样。

先说前后保骨架在设计上的差异。前后保在发生事故中的碰撞速度段是完全不同的,前保最恶劣的情况是相向碰撞,相对车速较高,后保一般是同向碰撞,相对车速较低。所以前保骨架和后保骨架的设计基础原则完全不同的,考虑的是不同速度工况下的最佳性能表现。

再说轻量化设计原则,大家都想把车做得最安全但又尽可能做轻。而在整车轻量化过程中,我们最希望减轻的是离整车重心位置最远的件和车辆的簧下载荷,这些都是有利于提升车辆操控性能。所以保险杠横梁骨架就成了我们减重的首要目标。

说到减重,保险杠骨架的减重无非三个方向(一个注释GMT的成本并不低,所有减重带来的问题就是成本增加,一般行业标准是25-30元一公斤减重):

1、热压成型板,采用超过1000MPa抗拉的热成型板,有效减少料厚来减重

2、铝合金型材,通过材料特性来减重

3、GMT工艺,通过材料特性和更自由的设计来达到性能要求并减重

博越在设计过程中,造型要求做到最小的外部尺寸和最大的内部尺寸的结合。所以前后悬长的设计都比较小(大家可以去感受一下,整车长度其实并不长,但内部空间其实不小),这就给我们工程设计带来了很多问题,安全性能是必须保证的,但保险杠骨架的设计空间是及其有限的,铝合金型材的方案首先被排除,无法设计有效的吸能盒。

其次就是钢板和GMT的特性不一样。钢板的屈服点高,但在超过屈服点后立刻通过变形来吸能。GMT的屈服点不如高强度钢板,但可以通过结构设计去提高零件的屈服强度,而GMT在相同屈服强度下可以保持更长的时间,也就是在同样冲击下的韧性会更好。鉴于这两种材料的不同特点,可以对应于前后保险杠的设计需求的不同。

前保骨架,中低速碰撞通过骨架的弹性和吸能盒的变形,高速碰撞利用骨架的变形以及材料完整性,带动左右纵梁的变形参与吸能。

后保骨架,低速碰撞利用GMT韧性特点及结构结构自身吸能无破损,减少用户的维修成本。中速碰撞结构不溃散,通过局部破损消除碰撞能量,同样减少用户的维修成本。而后保我想基本不太可能有高速碰撞。

另外,针对于这些设计构想,我们是做了几十台整车的实车碰撞来验证性能达成以及可靠性设计。

啰啰嗦嗦说了这么多,希望大家都能理解这些技术问题和设计初衷。

九、实践是检验真理的唯一标准:

 

后车前唇正好撞到博越的保险杠上,瞧那个惨样,黑子说轿车矮吃亏,那就接着往下看



这回换成了皮卡:


瞧皮卡那薄薄的前钢梁,钢的就一定好吗?太薄、强度低的钢梁一样然并卵

博越几乎完好无损

 

十、锤砸(瑞风S3)GMT后保险杠视频:

http://www.tudou.com/programs/view/oN-C2788pUc/?tpa=dW5pb25faWQ9MTAyMjEzXzEwMDAwMl8wMV8wMQ

十一、GMT和传统钢材谁更硬?

传统的保险杠缓冲梁是由钢材或铝材制成,并在一定程度上混杂使用GMT材料和部分UD增强材料。但是在以下几个因素影响下,金属材料正逐步被GMT所取代: 

1、关于汽车减轻重量的要求递增。除降低能耗的原因外,零部件远离汽车重心位置,减重对降低惯性有利;

2、更高的能量吸收要求:欧洲标准要求是在16km/h的速度下进行冲击测试; 

3、可控制的破裂:在高速 (65-80km/h)下零件的完整性和稳定性,在这个速度范围内主要是变形。


缓冲梁的设计输入需要同时满足中国、韩国和欧洲市场的安全法规要求。设计满足北美市场的安全法规需求有:FMVSS201(内饰冲击)/208(不系安全带成员保护和离位成员保护)/214(新侧碰要求)/301(高速后碰燃油保护);欧洲法规有ECE R42,以及保险法规 RCAR等。因此缓冲梁的碰撞安全性能是对GMT材料的主要性能要求。 



本文将针对ECE R42和RCAR法规的试验要求,用有限元方法模拟GMT缓冲梁是否满足法规要求。主要采用CATIA软件建立了CAD模型。采用Hypermesh划分了有限元网格,并且输出key文件,交付LS-DYNA运行进行模拟。


保险杠缓冲梁模型在Hypermesh软件划分网格模型,共有8329个壳单元网格,网格的质量很好,翘曲、畸变均符合有限元碰撞分析的要求。保险杠缓冲梁的有限元模型及其质量检查结果,如下图所示:


注:分析过程我们还是免了吧,直接进入分析结果。(注4)

(注3)

注:结果分析我们看两部分:

Max.Force 和 Displacement,分别是仿真防撞梁的最大应力以及最大应变,数值越小越好。可见GMT材质在这两项数值中优于传统金属防撞梁。

F-D Curve 和 Internal Energy of Beam,这里面我们只看Internal Energy of Beam(梁内能量,也就是碰撞之后防撞梁可以吸收的能量)就可以,数值越大越好,可以看到GMT的数值同样优于传统金属防撞梁。(注4)

—END—

注1:杨岭 何华珍 顾海麟 王东川 · 玻璃纤维增强热塑性复合材料及其应用 · 汽车材料与工艺  2002-6

注2:刘学习 戴干策 · 玻璃纤维增强热塑性复合材料的研究进展 · 纤维复合材料 2004-4 

注3:赵勇 · GMT材料在轿车轻量化设计中的应用 · 上海交通大学 2009-04-01

注4:红色字体为非引用内容

最后编辑于2016-04-22 14:33:11
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