[发明专利]一种帽形截面的汽车前纵梁设计方法

权利要求书

1.一种帽形截面的汽车前纵梁设计方法，包括如下步骤：

A：规划前纵梁在前碰工况下的总体变形模式：将前纵梁由前至后依次划分为前部叠缩压溃段、中部Y向折弯段、后部微变形支撑段及后部稳定延伸段；

B：推导帽形截面前纵梁的平均压溃反力表达式；

C：根据前纵梁各段的要求，由前至后依次对前纵梁各段进行设计；

D：根据C步骤的设计结果，利用计算机进行模拟分析，并根据模拟结果对设计进行确认或更改；

其特征在于所述B步骤中，所述帽形截面前纵梁的平均压溃反力表达式如下：

式中：F_m为平均压溃反力，单位为kN；M₀＝s₀t²/4，单位为N.mm；σ₀为纵梁钣金材料屈服强度，单位为Mpa；L＝2a+2b+4f，单位为mm；a为纵梁前段内板宽度，b为纵梁前段内板高度，f为纵梁内板焊接边宽度，t为纵梁外板材料厚度。

2.根据权利要求1所述的帽形截面的汽车前纵梁设计方法，其特征在于所述C步骤中的前部叠缩压溃段的设计过程如下：根据前纵梁总体压溃吸能目标和有效压溃距离，初步确定前纵梁前端的平均压溃反力，进而根据B步骤中的帽形截面前纵梁平均压溃反力表达式和边界条件设计帽形截面薄壁梁的高度、宽度和焊接边宽度。

3.根据权利要求2所述的帽形截面的汽车前纵梁设计方法，其特征在于所述C步骤中的前部叠缩压溃段的设计过程如下：a、确定所用材料的屈服强度σ₀；b、根据布置空间初步确定前纵梁叠缩压溃段结构的截面高度a、长度b及名义周长L；c、利用帽形截面前纵梁平均压溃反力表达式及前纵梁叠缩压溃段的平均压溃反力公式，为达到前纵梁叠缩压溃段结构的目标平均压溃反力，优化前纵梁B₁段压溃结构的周长L、壁厚t，确定各个设计变量的设计值；所述前纵梁叠缩压溃段的平均压溃反力公式如下：0.73DF_m＝E_t，其中D为前纵梁叠缩压溃段结构的纵向长度，单位为mm；E_t为前纵梁叠缩压溃段结构的吸能目标值，单位为kJ，Fm是前纵梁平均压溃反力；d、建立前部叠缩压溃段结构轴向压溃的有限元仿真模型，进行前部叠缩压溃段结构的轴向压溃仿真分析，提取仿真所得的前部叠缩压溃段结构的平均压溃力，验证前部叠缩压溃段平均压溃反力是否达到帽形截面前纵梁平均压溃反力表达式的设计目标。