趣谈汽车前防撞梁设计 碰撞吸能的第一层屏障
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发布时间：2022-04-26 07:37
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时间：2022-06-25 09:27
汽车的前防撞梁结构并不复杂，但是在碰撞事故中，它往往是最先吸能的结构。而一说到汽车安全，相信大家都会比较关注车是不是耐撞。和车辆的颜值、动力表现等方面相比，一辆车的安全性关乎人们的生命，所以大家对没有后防撞梁的车更是颇有微词，不过前防撞梁还真没有哪个产品敢减掉，只是分类比较复杂，有偷工减料的空间。有防撞梁就足够了吗？防撞梁有没有差异性？除了防撞梁不需要其它配置了么？
前防撞梁作为汽车安全结构的重要部件，对驾驶者的生命安全及财产安全都起着至关重要的作用。但是咱们要明确一点，“防撞钢梁”真不是为了防撞的，而是用来传导作用力的，也就是吸能的作用，因为一但撞击其实这个梁肯定变形了。前防撞梁的意义就是车辆第一次承受撞击力的装置，在车身被动安全方面有一个重要知识就是一点受力则全身受力。也就是说汽车车体的某一个位置受到了撞击，如果仅让这一部位去承受力的话，那么达到的保护效果会很差。如果在某一点受到力的时候让整个骨架结构去承受力，则能够最大限度降低一个点所受到的力的强度，而前防撞钢梁在这里就起到很明显的作用。
在高速碰撞时防撞钢梁起到力的传到作用，在低速发生碰撞时，防撞钢梁可以起到减少维修费的作用。那么为什么有些车的防撞钢梁有泡沫呢？这当然不是防撞钢梁“变成”了泡沫，而是防撞钢梁上增加了一层泡沫，作为吸能块。能够在低速碰撞到行人时，起到更好的保护作用，最大程度上保护车内和车外的人员安全。
防撞梁的结构有很多种，从侧面可以看得很清楚。“Ω”形可以有效地引导变形方向，吸能效果好，可以在一定程度上减少车内乘客的不适感。
“口”字形，断面中空，可变形的范围较大，可以降低后部的受损几率，维修成本会比较低。下图是“日”字形。
“目”字形，道理跟“口”类似，防护能力更好。
“弓”字形，经典的吸能防护设计，保证一定强度的同时具备更好的吸能效果。和Ω形状类似，但是它更厚一些。
双层设计，带有二级缓冲，对行人保护会更好，并且轻微的碰撞不会直接接触主杠体，可以降低维修成本。
除了形状不一样，材质也有区别，常见的是钢和铝合金。大多数汽车的防撞横梁普遍采用抗拉强度为1000MPa左右或更高的超高强度钢，其厚度大多在2~3毫米左右。近年来很多汽车品牌开始使用铝合金材料来制造防撞横梁，铝合金的密度是钢的三分之一，同样体积的铝合金其重量也只有钢的三分之一。
钢制保险杠防撞横梁提高钢板抗拉强度，通过减小厚度提高材料吸收能量性能。铝合金保险杠防撞横梁则是反其道而行之，通过优化结构设计设置不同厚度，从而提高吸能性能。经过合理设计的铝合金保险杠防撞横梁不仅比钢制保险杠防撞横梁更轻，并且能够吸收更大得能量。虽然铝合金保险杠防撞横梁重量更轻效果更好，但其制造成本比钢制保险杠防撞横梁更高。
吸能盒是防撞梁和两条车身纵梁之间的金属盒，简单的理解就是个吸收能量的盒子。能量就是撞击力，车辆发生碰撞时防撞梁有一定程度的吸能作用，但是如果能量过大，超过了防撞梁的能力范围，它就会将能量传递给吸能盒，吸能盒将全部撞击力吸收且自身变形，最大限度保证纵梁不受到伤害。吸能盒上一般都设计引导槽，用来引导变形轨迹。所以大多数吸能盒都是不规则的矩形柱体。低成本的廉价车可能取消了吸能盒结构，碰撞吸能的效果就非常差了。
前防撞梁和吸能盒是车辆前部安全防护中最基础也是最重要的部件，可以有效的保护爱车，减小碰撞的伤害，减低维修成本。根据设计形状和材质的不同，保护的效果有高有低。随着成本的下降和技术的发展，铝合金前防撞梁和吸能盒将逐步普及。
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