中图分类号：U491.61 文献标识码：A 文章编号：1005-2550（2017）04-0040-05
Abstract： In the development of a vehicle， reference China-New Car Assessment Program（2018）in flexible leg （Flex-PLI） collision rules， using the computer aided engineering technology（CAE）， optimize the structure of front bumper. based on the simplified model of the front collision model， the relationship between the size of the front bumper and the damage index is analyzed， then determine the optimization scheme. The feasibility of the optimization scheme is verified by CAE simulation analysis. The above research provides a reference for improving the structural design of the front bumper of pedestrian protection （flexible leg）.
Key Words： pedestrian protection； impact test； Flexible-Legform； front bumper
在汽车安全研究范围中，汽车行人保护安全性能是尤为重要的组成部分，其中行人小腿碰撞是汽车行人保护安全性能开发的要紧内容之一。汽车前保险杠系统的造型、结构设计直接影响行人保护小腿碰撞安全性能。
欧盟新车评价流程（E-NCAP）在2014年将行人保护安全评价中用的TRL刚性腿型正式替换为Flex-PLI柔性腿型，相比而言柔性腿型的伤害指标及评价办法有非常大更新。
中国新车评价流程（C-NCAP）发布的2018版C-NCAP策略整体概要中，加入了行人保护评价内容，其中行人保护保护下腿型碰撞试验评价使用Flex-PLI柔性腿型。
1 行人保护柔性腿评价办法
1.1 行人柔性腿型碰撞试验办法
试验地区划分――保险杠两个角点之间的地区和缓冲梁、横梁等结构部件的最外边缘之间的地区，取两个地区中较大的地区作为腿型试验地区。
试验点选取――由中点或中点左边第一个点开始，选择汽车单侧的所有间隔点拓展试验。
试验需要――腿型冲击器按需要地方摆设后以40Km/h相对速度冲击汽车前端。
1.2 柔性腿碰撞伤害评价指标
柔性腿型评价指标分为韧带伸长量和胫骨弯矩：
韧带伸长量包含前十字韧带伸长量（ACL）、后十字韧带伸长量（PCL）、内侧副韧带伸长量（MCL）。
胫骨弯矩包含胫骨上部弯矩（T1）、胫骨中上部弯矩（T2）、胫骨中下部弯矩（T3）、胫骨下部弯矩（T4）。
柔性腿型上的传感器分布如图1所示
柔性腿型碰撞单点总分1分为两部分，小腿的弯矩占0.5分，取四个弯矩值中最差的一个进行评价，基于高、低性能限值通过线性差值法来计算得分，膝部韧带的伸长量占0.5分，在ACL、PCL低于限值的首要条件下，基于MCL高、低性能限值通过线性差值法计算得出。所有碰撞点总分和除以碰撞点数目得出得分百分比。将百分比乘以3，即为该腿型试验最后得分。
柔性腿型伤害值限值及评分办法见表1所示：
若ACL或PCL≥10mm，该部分得分为0分。
2 初始策略碰撞剖析
图2为初始策略前保险杠系统与汽车前端结构碰撞模型。
通过CAE仿真计算，初始策略的柔性腿型碰撞结果见表2所示。依据结果可以发现，其中主要超差较大的伤害指标为：
①Y0～Y500地区，T1、T2伤害指标数值超差大；
②Y200～Y500地区，ACL、MCL伤害指标数值超差大。
3 碰撞模型的打造
3.1 简化碰撞模型
柔性腿型碰撞试验中，对于前保险杠系统和汽车前端结构碰撞模型来讲，主要起支撑用途的为上部支撑（机罩、前格栅、上骨架、上横梁）、吸能块（防撞梁）、小腿骨架（下横梁）。
因此，为了剖析前保险杠结构布置尺寸与碰撞伤害指标的有关关系，将前保险杠系统碰撞模型简化为如图3所示，其中：
①上部支撑地区模型简化为弹簧K1；
②吸能块地区模型简化为弹簧K2；
③前保险杠小腿支撑骨架地区模型简化为弹簧K3。
依据CAE碰撞过程剖析，在最大侵入状况时，柔性腿型变形最为紧急，此时T1～T4、MCL、ACL接近峰值。
如图4，设最大侵入状况弹簧K1、K2、K3压缩量分别为x1、x2、x3，设腿型总重量为m。
②如图8所示，减少前保?U杠小腿支撑骨架布置高度（减少量约15mm）；前保险杠小腿支撑骨架料厚减薄（t3.0mm→t1.5mm）；Y200～Y500地区小腿支撑骨架前部端点朝车前延长（端部最大延长量约60mm）。
通过CAE仿真计算，优化策略的柔性腿型碰撞结果见表3所示。结果表明，改变策略减少了行人保护柔性腿型碰撞伤害指标数值，达到了性能优化设计需要。
5 总结
