<一>、轎車安全氣囊殼體安裝結構改進設計
1、安裝結構設計
結合轎車安全氣囊殼體安裝問題,還要實現安裝結構的改進設計。具體來講,就是采用頂端開口的盒式結構殼體,其側壁設置有翻邊和張開的掛鉤,翻邊頂面稍高。在殼體底部,設置有發生器安裝孔和氣袋固定環安裝孔,儀表板底部設置有向下突出的支架,可以掛鉤配合通孔。在安裝時,可以采用沖壓成形工藝進行掛鉤安裝,促使掛鉤在殼體側壁上自動形成,中部沖壓形成凹槽,克服采用焊接或鉚接方式存在的問題。在氣囊點爆過程中,壓力達到較大值后,殼體開口位置將產生較大變形,對殼體掛鉤有一定的強度要求,所以還要做好材料的選擇。綜合考慮各方面需求,殼體材質選用DC04,掛鉤、壓環、發生器、支架均為鋼材質,罩蓋采用TP07003。采用該種結構,可以避免氣囊點爆給儀表板帶來損傷,同時也能減少殼體安裝時間,為汽車裝配提供便利。
2、模型建立分析
為確定結構設計效果,還要采用Catia三維繪圖軟件進行三維模型的建立。結合各項設計參數,可以得到相應的數學模型,然后將模型導人到HyperMesh中實現網格劃分,將網格單元類型、各單元材料特性進行賦值。在仿真分析階段,可以采用Ls-Dyna氣囊殼體強度分析,完成氣囊點爆整個過程的仿真分析。在Ls-Dyna中,存在有各種發生器模塊,可以結合汽車車型進行相應模型的選擇。在實際分析時,可以輸入320kPa發生器參數。對Airbag_folder模塊進行調用,則能在有限元模型導人后實現網格折疊,完成折疊參數的設置,使氣袋在Z方向得到折疊。
3、仿真分析結果
從仿真結果來看,在0~4ms之間,氣囊處于點爆開始階段,氣袋尚未沖出發生器,但是承受的壓力值達到較大,以至于殼體內壁承受較大壓力,促使開口位置發生變形,掛鉤承受較大考驗。在4~7ms階段,氣袋從殼體沖出,內部壓力急劇減小,對殼體側壁作用力不斷增加。在7~40ms之間,殼體持續受到氣袋的壓力,以至于殼體開口變大。
在15~25ms之間,氣袋完全展開,使發生器受到向外拉力作用。通過發生器與殼體連接部分,殼體受到向外的拉力,促使安裝孔位置受到較大考驗。在整個過程中,殼體材料斷裂應力均比點爆較大應力大,氣袋正常展開,整個點爆過程非常平穩,所以可以判定殼體強度能夠滿足點爆要求。從各溫度條件下靜態點爆試驗結果來看,氣袋均順利展開,同時點爆時間符合要求。在各試驗中,殼體、支架、掛鉤等連接部件均為出現裂痕,氣袋表面也未出現燃燒或破裂問題。因此,改進后的轎車安全氣囊殼體安裝結構能夠滿足氣囊基礎性能設計要求,可以為氣囊安裝提供便利。
通過分析可以發現,在轎車安全氣囊殼體設計方面,除了考慮殼體強度問題,還要考慮殼體安裝能否滿足汽車裝配需求。在實際設計中,在綜合考慮各方面因素的基礎上,實現殼體安裝結構的改進設計,則能使殼體性能加可靠,同時使安裝工藝得到簡化,完成通用化程度高的氣囊殼體設計,繼而好的滿足汽車生產需求。
負安全氣囊氣體發生器系統中一個非常重要的部件是氣體發生器,它的作用是以足夠快的速度產生足夠體積的氣體,供給氣囊.氣體發生器較突出的特點是燃爆品,在極短的時間(0.03~0.05)s內可使環境發生劇烈變化。
<二>、汽車安全技術的發展
轎車安全氣囊對于汽車來說實在是必小可少的一套保護系統,目前智能氣囊的正在如火如茶的進行中,其基本思想是盡可能多的收集和利用有關乘員形體位置及撞車類型和撞車速度的數據,建立數據庫,對某一碰撞中獲得的乘員和車的有關信息進行判斷識別,調整約束系統的新能參數,使人體獲得較佳的保護。如智能化的轎車安全氣囊,通過增加傳感器,探測乘員是兒童還是成年人,以及坐姿及安全帶狀況,然后經計算機分析,合理控制轎車安全氣囊展開的時問和強度,以減少轎車安全氣囊對人員的意外傷害。安全帶方面,目前美國福特了一種新型安全帶,在碰撞時安全帶中的氣囊會膨脹,該安全帶對于后排的兒童也有好的保護作用,在碰撞時寬大的充氣囊能夠減少安全帶勒住頸部造成的窒息風險。
可避免安全帶的二次傷害。
主動安全方面,目前在行人保護方面使用的汽車側面自區行人防撞保護系統利用多種傳感器測得的數據,來判斷是有潛在的危險狀況,對側面自區小同速度行駛的汽車、行人準確識別并做出相應的反應,同時緊急警報來對駕駛員進行提醒,使汽車主動避免碰撞危險,能夠提高汽車行車的安全性,從而盡量避免或減少交通事故的發生,應用前景良好。
隨著我國汽車制造工藝水平的提高,國內自主品牌汽車制造商越來越重視汽車安全性能提升。很多自主品牌汽車制造商大多采取與研究機構進行技術合作的方式進行汽車安全性能開發,隨著對國外汽車安全先進技術、法規規范和評價體系進行深入研究,并自我創新,形成了汽車安全性能的全自主開發和控制能力,將有力的推動我國由汽車制造大國向汽車強國邁進。