一家专注流体压力成形技术
【作 者】李彦云;张东升;李超
【前 言】
正面 25%偏置碰撞工况是中国保险汽车安全指数（CHINA INSURANCE AUTOMOTIVE SAFETYINDEX，C-IASI）车内乘员安全指数的重要工况之一，又称小偏置碰撞撞试验。小偏置碰撞撞是道路交通事故的重要形式之一。因小偏置碰撞撞事故导致的乘员死亡约占正面道路交通事故中乘员死亡总数的四分之一,严重损害了人民生命财产安全，近两年关注度比较高[1]。碰撞的载荷通过轮胎和前轮罩上边梁向后传递到 A 柱，可造成驾驶舱严重变形，直接威胁乘员舱人身安全。A柱的变形程度直接影响乘员的安全空间，因此 A 柱的设计对于小偏置碰撞非常重要。
近年来各车企在 A 柱用材及成形技术方面进行了大量研究和试验。其中，热成形钢热冲压成形技术是其实现轻量化和安全性的先进成形技术之一。目前应用较广泛的热成形钢为 22MnB5[2]。
虽然 22MnB5 钢经热冲压成形后的强度可以达到1 500 MPa 级别，但随着汽车企业对轻量化要求的进一步提高，各大钢厂相继开发出 1 800 MPa、2 000 MPa 级别的热成形钢[3-7]，并在车门防撞梁上进行轻量化应用研究[8-10]。
基于某车型A柱的1 500 MPa热成形钢设计方案，使用 2 000 MPa 热成形钢进行优化设计，得到轻量化设计方案，并依据正面25%偏置碰工况的仿真分析，分析轻量化结构方案的可行性分析和成本对比分析，综合得出 2 000 MPa 热成形钢应用于A柱的可行性，轻量化效果及经济效益。
【结束语】
基于某车型A柱位置已应用1 500 MPa热成形钢的方案，使用 2 000 MPa 热成形钢进行轻量化设计，并进行成形、性能及成本分析，可得出以下结论。
a.在左侧车身 A 柱上内板、A 柱上加强板上采用 2 000 MPa 热成形钢，并取消内部加强结构及焊点，可实现零件数量减少 2 个，焊点减少 19 个，质量降低0.734 kg，单车降重效果在17.4%；
b.通过工艺分析，采用2 000 MPa 热成形钢，与1 500 MPa热成形钢相比，在成形性上略有下降，但可以通过局部结构优化满足成形性要求；
c.通过小偏置碰撞仿真分析，在 A 柱上应用2 000 MPa 热成形钢，取消内部加强件后，乘员舱 A柱位置无变形，有效保障了小偏置碰撞工况下乘员的安全，检测值与原 1 500 MPa 方案略有差异，但均满足优秀指标；
d.通过成本对比分析，由 1 500 MPa 热成形钢切换为 2 000 MPa 热成形钢，零件成本上升主要来源于原材料成本上涨；但通过减少零件数量及焊接成本，实现了单车成本和工装费用的降低，具有显著的经济效益。
以下是正文：
