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摘 要：在汽车之中，非常重要的一个安全装置，就是汽车保险杠，其不但要在人车碰撞事故中，最大化的保护行人生命安全，还要在遇到低速碰撞时，使车身零部件得到最大化的保护。基于此，本篇文章主要对汽车保险杠行人保护与低速碰撞性能进行研究，并且提出相应的改进措施。
关键词：汽车保险杠;行人保护;低速碰撞性能研究
前言：在发生交通事故时，保护车内成员和行人安全的第一到屏障，也是最为重要的一道屏障就是汽车保险杠，可以使被撞行人的受伤最大化降低。在遇到一些非致命性的低速碰撞过程中，拥有性能良好的保险杠，可以最大化保证被撞行人的生命安全。为了更好的满足人们对于汽车保险杠的高要求，还要进一步深入的研究保险杠低速碰撞性能，确保将质量更轻且在遇到低速撞击时，更好保护车身零部件的保险杠研发出来，保护行人安全。
1 保险杠行人保护研究
早在上个世纪六十年代，在澳大利亚，就有一位学者，率先提出了行人安全研究，在此之后，相关欧美国家，可以开展了相应的研究。在这一时期，对于行人保护安全的研究，主要集中方向，就是对于行人车辆碰撞事故的原因分析，同时，研究人体损伤生物力学。在到了八十年代之后，行人保护的研究重点发生了转移，转移到了对行人腿部损伤机理和具体耐受极限上，不仅如此，还研究了行人保护方法的概念和具体的保护实验方法。进一步发展到了九十年代，具体的研究转移到了交通事故的分析上，并且深入研究碰撞生物力学和行人碰撞法规等。到如今的二十一世纪，在对行人保护进行研究的过程中，重点放在了行人的头部和下肢的碰撞损伤力学上，不仅如此，还有对于行人保护措施的研究。
在上世纪八十年代，就开始着手汽车与行人的碰撞试验方法的研究，在九十年代，则开始了打点式的行人保护试验程序研究，与此同时，还开展了相应的评审，逐步完善了冲击器模块和试验方法以及具体的试验程序等。进入到21世纪之后，欧洲汽车制造协会，提出了这样的提案，即行人保护测试试验，在三年之后，正式出台行人保护法规。
当前阶段，在对汽车保险杠行人碰撞事故行人下肢保护研究的过程中，主要的展开方向就是道路交通事故的统计分析和计算机仿真研等。而且相应的行人保护法规也在逐步实施中，对比国外，虽然国内的行人保护方面存在一定的差距，但是此种现象正在不断改善，各大研究学者在不断加深研究。
2 保险杠低速碰撞研究
汽车在行驶过程中，遇到低速碰撞时，保险杠作为最重要的保护装置，可以在安装装置产生弹性形变的过程中，对碰撞的能量进行最大化的吸收，并且对汽车翼子板和纵梁等重要部位有着至关重要的保护作用，所以，在对车辆低速碰撞研究过程中，最为关键的内容，就是保险杠系统的研究。现阶段，不论是任何一个汽车生产国家，都制定了相应的汽车低速碰撞法规和试验标准。举例来讲，我国的汽车前、后端保护装置标准GB17354.
在对保险杠低速碰撞研究的过程中，主要的研究内容有以下几方面，首先第一方面，就是对保险杠在汽车正面低速碰撞过程中的动力学相应进行研究;第二方面，就是对低速碰撞进行讨论，并且研究汽车追尾的运动特点;第三方面，就是通过志愿者测试的方式，依据相应的测试数据，对追尾碰撞情形中，乘员伤害与车速之间的关系进行研究;第四方面，就是对碰撞过程中，冲击力大小和保险杠自身吸能结构压缩量之间的关系进行研究;最后一方面，就是对保险杠发生结构损坏的最小碰撞速度进行研究。
国内在对保险杠碰撞研究的过程中，相关学者还将一种“摆锤式”的保险杠低速碰撞试验装置建立了进来，进而对低速碰撞中轿车成员的损伤程度和保险杠的耐撞性进行测试，以此为依据，将一种摆锤碰撞固定的保险杠简化测试方法研究出来，根据相应的有限元仿真测试和具体的试验测试，证明该方法结果非常可靠。还有相关学者以保险杠低速碰撞法规为依据，将ANSYS/LS-DYNA模块应用进来，进而对某以小型客车的保险杠进行仿真研究，获取到了相应的关系曲线，根据后续的深入分析，将改善保险杠低速碰撞性能的建议提了出来。同时，相关学社有将一种用于分析保险杠低速碰撞安全和行人下肢保护性能的概念模型构建了进来。采取实验的方式，获取到不同参数对于行人保护和低速碰撞的影响，同时，以这两方面的性能要求为依据，将优化方案联合设计出来。
总的来讲，我国对于保险杠低速碰撞的研究相對交完，整体的设备也具备简单化特点，不论是对于保险杠行人下肢保护的研究，还是低速碰撞这一方面的研究，整体的广度和深度，仍然有待完善。
3 汽车保险杠行人保护与低速碰撞性能研究改进
3.1 碰撞接触算法
首先就是动态约束法，在最早期接触的一种算法就是动态接触发，主要就是以一个时间步长为基础，对每一个时间步长构型之前，会检查和判断节点的情况，如果节点已经穿透了主表面，并且根据对时间步长的调节，进行修正;如果在判断的过程中，发现主表面上已经存在节点，则将相应的约束世家进来，确保节点不动，与此同时，对主表面上与从节点相连处的单元是否受到外界拉力的问题继续宁同时检查，如果存在拉力，则要根据拉力，在主表面上，对该从节点进行释放。
其次，就是分配参数法。主要就是在对两物体在边界相互互动且并没有实现相互分离的接触类型中，将该接触算法应用进来。主要的原理，就是先在煮面上将跟主面接触的单元质量分配一半过来，然后以具体的基础内应力为依据，对主面进行确定，然后根据计算，获取到相应的质量和压力这两个参数，依据此，对主表面的加速度和从节点的速度和加速度值进行修正，就可以避免发生节点穿透的问题。
3.2 可变形壁厚及保险杠有限元模型的建立
在CATIA软件之中，以实际尺寸为依据，可以将变形壁障的集合模型建立进来。简化吸能块表面的沟槽，为平滑圆弧面，然后开展由结构非线性我呢提变为材料非线性我呢提的吸能块有限元分析类型，实际的试验效果保持不变。在具体的实验过程中，可以发现，不论是固定装置，还是撞击墙，均可以起到固定臂障的作用，所以，在仿真的过程中，可以将撞击墙与固定装置删除，保证壁障位置达到一种静止的状态。如图1和图2所示，分别为可变形壁障有限元模型和保险杠及车体有限元模型。
结语：总而言之，我国对于汽车保险杠行人保护与低速碰撞性能的研究，还需要进一步深化和改进，相信在不久的未来，可以赶超国外。
参考文献：
[1]崔淑娟，刘明，赵清江，范体强.汽车前端结构的行人大腿碰撞保护性能研究[J].汽车工程学报，2020，10（04）：263-268.
[2]朱云娟，傅加荣，钱志峰，彭佳.基于行人保护试验的前保险杠设计优化[J].汽车工程师，2019（11）：39-40+59.
关键词：汽车保险杠;行人保护;低速碰撞性能研究
前言：在发生交通事故时，保护车内成员和行人安全的第一到屏障，也是最为重要的一道屏障就是汽车保险杠，可以使被撞行人的受伤最大化降低。在遇到一些非致命性的低速碰撞过程中，拥有性能良好的保险杠，可以最大化保证被撞行人的生命安全。为了更好的满足人们对于汽车保险杠的高要求，还要进一步深入的研究保险杠低速碰撞性能，确保将质量更轻且在遇到低速撞击时，更好保护车身零部件的保险杠研发出来，保护行人安全。
1 保险杠行人保护研究
早在上个世纪六十年代，在澳大利亚，就有一位学者，率先提出了行人安全研究，在此之后，相关欧美国家，可以开展了相应的研究。在这一时期，对于行人保护安全的研究，主要集中方向，就是对于行人车辆碰撞事故的原因分析，同时，研究人体损伤生物力学。在到了八十年代之后，行人保护的研究重点发生了转移，转移到了对行人腿部损伤机理和具体耐受极限上，不仅如此，还研究了行人保护方法的概念和具体的保护实验方法。进一步发展到了九十年代，具体的研究转移到了交通事故的分析上，并且深入研究碰撞生物力学和行人碰撞法规等。到如今的二十一世纪，在对行人保护进行研究的过程中，重点放在了行人的头部和下肢的碰撞损伤力学上，不仅如此，还有对于行人保护措施的研究。
在上世纪八十年代，就开始着手汽车与行人的碰撞试验方法的研究，在九十年代，则开始了打点式的行人保护试验程序研究，与此同时，还开展了相应的评审，逐步完善了冲击器模块和试验方法以及具体的试验程序等。进入到21世纪之后，欧洲汽车制造协会，提出了这样的提案，即行人保护测试试验，在三年之后，正式出台行人保护法规。
当前阶段，在对汽车保险杠行人碰撞事故行人下肢保护研究的过程中，主要的展开方向就是道路交通事故的统计分析和计算机仿真研等。而且相应的行人保护法规也在逐步实施中，对比国外，虽然国内的行人保护方面存在一定的差距，但是此种现象正在不断改善，各大研究学者在不断加深研究。
2 保险杠低速碰撞研究
汽车在行驶过程中，遇到低速碰撞时，保险杠作为最重要的保护装置，可以在安装装置产生弹性形变的过程中，对碰撞的能量进行最大化的吸收，并且对汽车翼子板和纵梁等重要部位有着至关重要的保护作用，所以，在对车辆低速碰撞研究过程中，最为关键的内容，就是保险杠系统的研究。现阶段，不论是任何一个汽车生产国家，都制定了相应的汽车低速碰撞法规和试验标准。举例来讲，我国的汽车前、后端保护装置标准GB17354.
在对保险杠低速碰撞研究的过程中，主要的研究内容有以下几方面，首先第一方面，就是对保险杠在汽车正面低速碰撞过程中的动力学相应进行研究;第二方面，就是对低速碰撞进行讨论，并且研究汽车追尾的运动特点;第三方面，就是通过志愿者测试的方式，依据相应的测试数据，对追尾碰撞情形中，乘员伤害与车速之间的关系进行研究;第四方面，就是对碰撞过程中，冲击力大小和保险杠自身吸能结构压缩量之间的关系进行研究;最后一方面，就是对保险杠发生结构损坏的最小碰撞速度进行研究。
国内在对保险杠碰撞研究的过程中，相关学者还将一种“摆锤式”的保险杠低速碰撞试验装置建立了进来，进而对低速碰撞中轿车成员的损伤程度和保险杠的耐撞性进行测试，以此为依据，将一种摆锤碰撞固定的保险杠简化测试方法研究出来，根据相应的有限元仿真测试和具体的试验测试，证明该方法结果非常可靠。还有相关学者以保险杠低速碰撞法规为依据，将ANSYS/LS-DYNA模块应用进来，进而对某以小型客车的保险杠进行仿真研究，获取到了相应的关系曲线，根据后续的深入分析，将改善保险杠低速碰撞性能的建议提了出来。同时，相关学社有将一种用于分析保险杠低速碰撞安全和行人下肢保护性能的概念模型构建了进来。采取实验的方式，获取到不同参数对于行人保护和低速碰撞的影响，同时，以这两方面的性能要求为依据，将优化方案联合设计出来。
总的来讲，我国对于保险杠低速碰撞的研究相對交完，整体的设备也具备简单化特点，不论是对于保险杠行人下肢保护的研究，还是低速碰撞这一方面的研究，整体的广度和深度，仍然有待完善。
3 汽车保险杠行人保护与低速碰撞性能研究改进
3.1 碰撞接触算法
首先就是动态约束法，在最早期接触的一种算法就是动态接触发，主要就是以一个时间步长为基础，对每一个时间步长构型之前，会检查和判断节点的情况，如果节点已经穿透了主表面，并且根据对时间步长的调节，进行修正;如果在判断的过程中，发现主表面上已经存在节点，则将相应的约束世家进来，确保节点不动，与此同时，对主表面上与从节点相连处的单元是否受到外界拉力的问题继续宁同时检查，如果存在拉力，则要根据拉力，在主表面上，对该从节点进行释放。
其次，就是分配参数法。主要就是在对两物体在边界相互互动且并没有实现相互分离的接触类型中，将该接触算法应用进来。主要的原理，就是先在煮面上将跟主面接触的单元质量分配一半过来，然后以具体的基础内应力为依据，对主面进行确定，然后根据计算，获取到相应的质量和压力这两个参数，依据此，对主表面的加速度和从节点的速度和加速度值进行修正，就可以避免发生节点穿透的问题。
3.2 可变形壁厚及保险杠有限元模型的建立
在CATIA软件之中，以实际尺寸为依据，可以将变形壁障的集合模型建立进来。简化吸能块表面的沟槽，为平滑圆弧面，然后开展由结构非线性我呢提变为材料非线性我呢提的吸能块有限元分析类型，实际的试验效果保持不变。在具体的实验过程中，可以发现，不论是固定装置，还是撞击墙，均可以起到固定臂障的作用，所以，在仿真的过程中，可以将撞击墙与固定装置删除，保证壁障位置达到一种静止的状态。如图1和图2所示，分别为可变形壁障有限元模型和保险杠及车体有限元模型。
结语：总而言之，我国对于汽车保险杠行人保护与低速碰撞性能的研究，还需要进一步深化和改进，相信在不久的未来，可以赶超国外。
参考文献：
[1]崔淑娟，刘明，赵清江，范体强.汽车前端结构的行人大腿碰撞保护性能研究[J].汽车工程学报，2020，10（04）：263-268.
[2]朱云娟，傅加荣，钱志峰，彭佳.基于行人保护试验的前保险杠设计优化[J].汽车工程师，2019（11）：39-40+59.