基于激光拼焊技术车身B柱轻量化设计分析

摘要

B柱是侧面碰撞的关键承载结构件,对整车安全性具有重要影响。基于B柱可制造性工艺分析模型,对B柱进行成形工艺分析;在保证成形工艺的前提下,对B柱进行激光拼焊设计;对拼焊的材料和厚度进行分析;在此基础上,对激光拼焊的焊缝位置进行设计;基于整车侧碰安全性分析模型,对获得的拼焊设计方案进行碰撞安全性分析,对比优化设计前后的侵入量和侵入速度;依靠激光拼焊方案量产车型,对激光拼焊B柱的轻量化效果和安全性进行分析,并对设计过程的可靠性进行验证。结果可知:B柱零件的上部选用DP780,下部采用DP590,且上下的板厚差不超过0.6mm,可以满足激光拼焊成形要求,焊缝的位置距离B柱低端370mm时,减薄率最低为21.1%;激光拼焊设计与原设计安全性基本保持一致,各测点指标的误差小于3%;原设计方案B柱的总量为21.3kg,而激光拼焊方案B柱的总量为17.5kg,轻量化减重达到21.7%;激光拼焊方案实测结果满足碰撞要求,侵入量最大值为137.8mm,侵入速度的最大值为4.33mm,均小于最大限值;仿真分析和实测各个测点的结果保持基本一致,侵入量的最大误差为5%,而侵入速度的最大误差为5.4%,表明模型仿真分析结果的可靠性,为此类设计提供参考。