安全氣囊應(yīng)用原理跟殼體安裝結(jié)構(gòu)改進
(一)、安全氣囊技術(shù)的應(yīng)用原理
汽車制造企業(yè)在進行汽車的組裝過程中，都會在汽車中設(shè)置安全氣囊裝置，用以保護駕駛?cè)伺c乘客的安全。相關(guān)研究數(shù)據(jù)表明，安全氣囊技術(shù)在汽車中的應(yīng)用，能夠降低20%的人員傷亡，如果駕駛?cè)藛T與乘客在行駛過程中系有安全帶，則能夠降低50%的人員傷亡。因此，對于汽車駕駛中安全氣囊技術(shù)應(yīng)用的思考具有一定的理論意義與實踐意義。
安全氣囊保護系統(tǒng)主要由三大部分組成，包括氣體發(fā)生器、氣囊和控制系統(tǒng)。在汽車駕駛過程中，發(fā)揮三個部分的聯(lián)動作用，可以對駕駛?cè)藛T進行保護。在發(fā)生行車碰撞時，氣體發(fā)生器會以足夠快的速度產(chǎn)生氣體，輸送到氣囊中，由控制系統(tǒng)判斷是否需要打開安全氣囊，并在滿足條件時啟動氣體發(fā)生器。氣囊接受氣體后，控制氣體壓力和形體空間位置，接受駕駛?cè)藛T碰撞，吸收動能，從而較大化降低傷害。目前使用的新型氣體發(fā)生器有純氣體式發(fā)生器和混合式發(fā)生器，純氣體式發(fā)生器利用有機氣體作為燃料產(chǎn)生氣體，混合式發(fā)生器采用少量固體燃料加熱惰性氣體，為氣囊充氣。新型氣體發(fā)生器的主要技術(shù)指標包括溫度、壓力、產(chǎn)生氣體總量和產(chǎn)生氣體速度。氣囊采用物理學(xué)特性膜狀材料制成，具體為袋子裝，分為單氣室和多氣室兩種，內(nèi)部設(shè)置有連接筋，可以實現(xiàn)形狀控制。控制系統(tǒng)則由傳感器、觸發(fā)器和電子控制系統(tǒng)組成，分別用于感測信號、啟動信號和信號判斷，控制系統(tǒng)不僅要具有足夠快的反應(yīng)速度，還要避免因急剎車和顛簸行駛等出現(xiàn)誤動。
安全氣囊的控制研究主要包括兩個方面，一是研究點火控制，另一個是研究安全氣囊的體積形擾放氣特性等。目的是為了使主氣囊氣體發(fā)生器
能夠準確地點火，防止誤點火(不該點火而點火升漏點火(應(yīng)該點火而沒有點火)和遲點火(點火時間太晚)；研究二個問題的目的是為了盡可能保護乘員。
(二)、安全氣囊殼體安裝結(jié)構(gòu)改進設(shè)計
1、安裝結(jié)構(gòu)設(shè)計
結(jié)合安全氣囊殼體安裝問題，還要實現(xiàn)安裝結(jié)構(gòu)的改進設(shè)計。具體來講，就是采用開口的盒式結(jié)構(gòu)殼體，其側(cè)壁設(shè)置有翻邊和張開的掛鉤，翻邊頂面稍高。在殼體底部，設(shè)置有發(fā)生器安裝孔和氣袋固定環(huán)安裝孔，儀表板底部設(shè)置有向下突出的支架，可以掛鉤配合通孔。在安裝時，可以采用沖壓成形工藝進行掛鉤安裝，促使掛鉤在殼體側(cè)壁上自動形成，中部沖壓形成凹槽，克服采用焊接或鉚接方式存在的問題。在氣囊點爆過程中，壓力達到較大值后，殼體開口位置將產(chǎn)生較大變形，對殼體掛鉤有一定的強度要求，所以還要做好材料的選擇。綜合考慮各方面需求，殼體材質(zhì)選用DC04，掛鉤、壓環(huán)、發(fā)生器、支架均為鋼材質(zhì)，罩蓋采用TP07003。采用該種結(jié)構(gòu)，可以避免氣囊點爆給儀表板帶來損傷，同時也能減少殼體安裝時間，為汽車裝配提供便利。
2、模型建立分析
為確定結(jié)構(gòu)設(shè)計效果，還要采用Catia三維繪圖軟件進行三維模型的建立。結(jié)合各項設(shè)計參數(shù)，可以得到相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，然后將模型導(dǎo)人到HyperMesh中實現(xiàn)網(wǎng)格劃分，將網(wǎng)格單元類型、各單元材料特性進行賦值。在仿真分析階段，可以采用Ls-Dyna氣囊殼體強度分析，完成氣囊點爆整個過程的仿真分析。在Ls-Dyna中，存在有各種發(fā)生器模塊，可以結(jié)合汽車車型進行相應(yīng)模型的選擇。在實際分析時，可以輸入320kPa發(fā)生器參數(shù)。對Airbag_folder模塊進行調(diào)用，則能在有限元模型導(dǎo)人后實現(xiàn)網(wǎng)格折疊，完成折疊參數(shù)的設(shè)置，使氣袋在Z方向得到折疊。
3、仿真分析結(jié)果
從仿真結(jié)果來看，在0~4ms之間，氣囊處于點爆開始階段，氣袋尚未沖出發(fā)生器，但是承受的壓力值達到較大，以至于殼體內(nèi)壁承受較大壓力，促使開口位置發(fā)生變形，掛鉤承受較大考驗。在4~7ms階段，氣袋從殼體沖出，內(nèi)部壓力急劇減小，對殼體側(cè)壁作用力不斷增加。在7~40ms之間，殼體持續(xù)受到氣袋的壓力，以至于殼體開口變大。
在15~25ms之間，氣袋完全展開，使發(fā)生器受到向外拉力作用。通過發(fā)生器與殼體連接部分，殼體受到向外的拉力，促使安裝孔位置受到較大考驗。在整個過程中，殼體材料斷裂應(yīng)力均比點爆較大應(yīng)力大，氣袋正常展開，整個點爆過程非常平穩(wěn)，所以可以判定殼體強度能夠滿足點爆要求。從各溫度條件下靜態(tài)點爆試驗結(jié)果來看，氣袋均順利展開，同時點爆時間符合要求。在各試驗中，殼體、支架、掛鉤等連接部件均為出現(xiàn)裂痕，氣袋表面也未出現(xiàn)燃燒或破裂問題。因此，改進后的安全氣囊殼體安裝結(jié)構(gòu)能夠滿足氣囊基礎(chǔ)性能設(shè)計要求，可以為氣囊安裝提供便利。
通過分析可以發(fā)現(xiàn)，在安全氣囊殼體設(shè)計方面，除了考慮殼體強度問題，還要考慮殼體安裝能否滿足汽車裝配需求。在實際設(shè)計中，在綜合考慮各方面因素的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)殼體安裝結(jié)構(gòu)的改進設(shè)計，則能使殼體性能加可靠，同時使安裝工藝得到簡化，完成通用化程度高的氣囊殼體設(shè)計，繼而好的滿足汽車生產(chǎn)需求。
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是構(gòu)成汽車整體的各個單元及服務(wù)于汽車的一種產(chǎn)品。汽車配件的種類繁多，隨著人們 生活水平的提高，人們對汽車的消費也越來越多，汽車配件的這個市場變得也越來越大。彈簧
一種利用彈性來工作的機械零件。用彈性材料制成的零件在外力作用下發(fā)生形變，除去外力后又恢復(fù)原狀。機箱配件
一般包括外殼 、支架、面板上的各種開關(guān)、指示燈等。外殼用鋼板和塑料結(jié)合制成，硬度高，主要起保護機箱內(nèi)部元件的作用。
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