TRB-CFRP超混杂汽车B柱轻量化与碰撞安全性协同优化研究OA

针对传统汽车B柱轻量化与碰撞安全性难以协同提升的技术瓶颈,提出一种由变截面厚度超高强钢外板与碳纤维复合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer,CFRP)补强内板构成的超混杂汽车B柱总成结构。对金属外板进行喷砂与界面插层处理后,采用预浸料模压工艺将其与CFRP补强内板一体成型为B柱总成结构;基于Opti Struct软件协同优化外板截面厚度与内板碳纤维铺层参数,构建B柱子系统多角度碰撞试验方案以替代整车侧面碰撞试验,并对静态三点弯曲、多角度碰撞工况开展了系统的有限元仿真分析与物理试验验证。结果表明:新方案使B柱总成结构减重17.4%,其中CFRP补强内板相较于原金属内板减重63.2%;同时子系统碰撞侵入位移降低13.8%~27.8%,整车侧碰乘员生存空间增加11.1%,碰撞安全性能显著提升;有限元分析与试验结果偏差不超过9.9%,验证了所提方法的准确性与可靠性。该超混杂结构为汽车关键承载部件实现轻量化与碰撞安全性的协同优化提供了可行的技术路径。