汽车安全性发展历程.doc
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汽车安全性发展历程车身结构的设计,对于HYPERLINK"http://www.qc188.com/"\t"_blank"汽车安全性,到底有怎样的影响?本文就以汽车在百年历程中的安全性变革和车身结构的变化为例,解读车身设计的重要性。汽车的安全性不是以钢板的厚薄,或是车身的重量大小来评判,优良的车架结构才是汽车安全的最终保障。让我们从汽车诞生开始谈起。汽车的安全性在百年的发展历程中,是越来越被看重的一环,在汽车刚刚诞生的年代,由于内燃机技术的限制,汽车的时速并不比马车快上多少,汽车的车身结构,也脱胎于马车。1912年,HYPERLINK"http://www.qc188.com/b28/"\t"_blank"福特T型车,车身采用非承载式结构,引擎,前后轴都和车底的大梁相连。驾驶者的坐姿跟当年的马车类似。T型车由于低廉的售价,获得了空前的成功,从某种意义上讲,他解放了马车,但是那个年代对于汽车的安全性概念几乎为零。T型车以现今的安全角度去看,是一辆风险系数极高的车。1920年代的HYPERLINK"http://www.qc188.com/b51/"\t"_blank"劳斯莱斯,采用大梁式的非承载式车身设计,这样的设计虽然能让车子的底盘拥有不错的强度,但车身依然脆弱。如果发生碰撞,引擎会直接冲进驾驶室,虽然出现了和今天的汽车相似的A,B,C柱设计,但在事故中车身脆弱的结构根本无法保证驾驶室的安全。这个年代的汽车,注重的是豪华,马力,汽缸数量,安全性依然是被忽略的一环。汽车的安全性开始得到重视是在上个世纪50年代以后,HYPERLINK"http://www.qc188.com/b5/"\t"_blank"奔驰W111是第一个拥有碰撞吸能区设计的车型,第一次将车身划分为刚性区域和吸能变形区域,在碰撞发生时,刚性较弱的吸能区域首先变形吸收碰撞的能量,而乘员区域为刚性较强的区域,则不易发生变形。汽车史上的第一次碰撞试验,时间为1959年9月10日。测试车型正是奔驰W111,当年的碰撞测试以喷气引擎驱动汽车正面碰撞硬质壁障,已经具备了今天碰撞测试的雏形。由于碰撞测试的引入,汽车安全性方面的研发开始加速,安全带,可溃缩的转向机构,安全气囊相继出现。当年的车体结构示意,引擎仓和尾箱部分,均采用强度较低的吸能区设计,而乘坐仓则经过特别的强化。这样的设计已经具备了HYPERLINK"http://www.qc188.com/b84/"\t"_blank"现代轿车车身结构的雏形。美国车给人以宽大厚实安全的印象,但上世纪50年代的车型安全性却不容乐观,这台1959年HYPERLINK"http://www.qc188.com/b85/"\t"_blank"雪佛兰汽车在现代碰撞测试中表现让人失望。由此可见空有厚实的外壳,对于安全性能也毫无帮助。上世纪80年代计算机技术的迅速发展,也推动了汽车安全性的革新,模拟碰撞试验能让汽车的研发成本更低,更加安全和高效。【计算机模拟碰撞示意】有限元分析软件,能有效的模拟车架在受力情况下的反应,这为汽车车架构造的设计提供了很大的便利和帮助。以往需要耗费大量时间和财力才能获得的数据,如今只需要几个小时就能获得精确的数据,大大缩短了研发的周期。随着计算机技术,焊接工艺,材料技术的提升,HYPERLINK"http://www.qc188.com/b84/"\t"_blank"现代汽车的车身设计更加科学,非承载式车身变为了更加合理的承载式车身,让车架成为一个整体而不像过去那样底盘和车身分开。合理的力学分析让车架能有效分解碰撞时的能量,上图为HYPERLINK"http://www.qc188.com/b27/"\t"_blank"丰田的GOA安全车身。汽车的车身设计近年来提升非常明显,上图为上世纪九十年代的HYPERLINK"http://www.qc188.com/957/"\t"_blank"帕萨特和HYPERLINK"http://www.qc188.com/935/"\t"_blank"捷达在碰撞测试中的表现,可以看到车架的行变量是非常明显,即使采用了刚性与吸能区结合的车架设计,但当年的材料和制造工艺依然无法让人满意。2006款帕萨特(HYPERLINK"http://www.qc188.com/869/"\t"_blank"迈腾)在相同的碰撞测试中的表现,相对于上世纪90年代的车型,A柱在碰撞中几乎没有形变,从帕萨特的安全性提升上,能看到十年间汽车安全性的变革。迈腾合理的车架设计及高刚度钢材的使用还有先进的制造工艺,都是其安全性能提升的缘由。国外的测试表明迈腾的车身抗扭刚性达到了32400Nm/d