「抬頭仰望的星空319」什么樣的車身最安全？
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#車身篇#
Vol.03
車身強度分布
大家都知道 ， 改車應該先強化操控方面的性能 ， 輪胎、避震、防傾桿等部件是很多車友的首選改裝項目 。
所有的這些部件 ， 都是安裝在車身上的 ， 有些時候 ， 車身會對轉彎特性和安全性等方面產生決定性的影響 。
然而 ， 車身可能是我們最容易忽視的部件了 ， 即使已經做完賽道化的車輛 ， 也有些可以改進的地方 。
在這個系列文章里 ， 我們請到了自身車身工程師大飛哥來給我們講講車身方面的知識 。
希望能讓各位車手、玩家和車隊更全面的認識車身的重要性 。
其中包括了車身基礎知識、輕量化方案、防滾架設計施工、焊接工藝、損毀評估修復等多個方面 ， 還有獨家的GK5車身分析 。
——蟹爪朝天
對于國內一些車手或技師來說 ， 車身安全性、車身對于操控的影響可能是比較陌生的話題 。 這篇文章簡述了車身在設計環節是如何盡量滿足法規及用戶所關心的被動安全性的 。 也指出了目前國內玩家在車身賽道化改裝過程中的一些常見問題 。
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Hi,大家好 ， 我是大飛 ， 通過前面兩期的介紹 ， 想必大家對車身已經有一些認知和自己的理解 。
今天咱們來說說車身上強度的分布 ， 以及在碰撞時車身的受力和變形情況 ， 并結合車身整體的情況告訴大家對于賽車防滾架的一些布置技巧以及設計要點 ， 讓你對自己的防滾架有更清晰的認知 ， 掌握更符合邏輯的設計結構和原理 ， 讓安全指數變得可控 。
今天話題相對敏感 ， 在此不做任何橫向對比 。 文中提及數據只是個例為方便大家理解 ， 各品牌的車型會根據其市場策略對車身有不同程度的設計 。
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廢話不多說直接發車 ， 今天的圖會比較多 。
如圖展示 ， 車身在強度方面分為3個區域 ， 分別為：前吸能區、后吸能區、中部的駕乘人員保護區 。 其實無論是國內的C-NCAP、C-IASI還是IIHS的碰撞要求和等級劃分 ， 都是對駕乘人員的保護 ， 前、后吸能區也是為了駕乘人員保護區而設計的 。
另外 ， 在前后吸能區還要考慮到對行人的保護 ， 所以在事故發生時會有一些易損 ， 甚至是自損件 。 希望你在讀完這篇文章后 ， 在看到事故時不會再對哪個車真硬 ， 哪個車真脆而感到唏噓了 。 這個問題需要辯證去看待 。
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前吸能區是相對發生碰撞概率較大的區 ， 所以在設計時對結構的強度是有一定要求的 。 在碰撞法規的限定下 ， 一般會止損至A柱 ， 以保證車門可以正常開關、發動機艙部件不侵入駕駛室 。 但超出法規限制的速度 ， 也就超出了法規對產品的約束 ， 所以不能用統一的說法去描述 。
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在車身開發時每個品牌會根據OEM的技術規范進行結構設計 ， 在不同時速車身強度所抵抗的變形也是不同的 。
如上圖某品牌 ， 在60KM/h以下將車身變形攔截在A柱 。 但在60KM/h以上無法規強制約束的情況下 ， 變形就會非常劇烈 ， 場面就自行腦補吧 。
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圖片來源：www.c-ncap.org
云度π3(參數|圖片)（尊貴型單色版）--正面40％重疊可變形壁障碰撞試驗（2018-8-2）
后吸能區存在的爭議較大 ， 多數車型還是考慮到后碰的風險設計了防撞梁 。 但在國內對后碰沒有強制法規要求 ， 所以也不乏考慮成本的公司會刪減此結構或者弱化 。
對此呢 ， 用戶還是要根據自身的需求去選擇 ， 也要在買車前多去了解或者咨詢一下再做出最終的決定 。
車身的每個零部件都是基于功能存在的 。 根據功能和權重來設定車身的材料分布以滿足強度功能 。 從大面積的普通強度鋼板到主要骨架的超高強剛和熱成型剛 ， 強度也是逐級遞增 。
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圖片來源：www.c-ncap.org
領克02(參數|圖片)（1.5T兩驅耀Pro）——正面100%重疊剛性壁障碰撞試驗（2019-3-12）
當然車身也并非越硬越好 ， 在力的傳導過程中 ， 同等作用力如果沒有被吸收和弱化 ， 那么作用在人體上也是非常劇烈 。 所以車身的強度合理設計就是要該硬的地方硬 ， 該軟的地方就要軟 ， 當然這個軟是相對的 ， 是為吸能所存在的 。
目前市場較為多見的是鋁合金型材作為前防撞梁及吸能盒 。 我們總能聽說吸能 ， 來看看到底是怎么吸能的吧 。
吸能盒是連接前防撞梁與縱梁連接的部件 ， 零部件通過自身的屈服吸收一部分能量 ， 通過抗拉抵抗一部分能量 。
然后將吸收過后剩余的撞擊能量繼續傳遞出去 ， 通過交匯的車身骨架將能量分散傳播 。
下面是對不同材料的縱梁吸做的碰撞測試和跌落試驗 。
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結合縱梁的試驗 ， 來看下放在整車中這部分吸能會貢獻多少——
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通過模擬試驗的數據來看 ， 前防撞梁、吸能盒以及縱梁等主要零件通過自身的形變可以吸能30% 。 這足以給生命一個機會 。 然后將吸收過后剩余的能量通過車身骨架繼續消化和傳遞 ， 形成一個傳遞閉環 。
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圖中是能量傳遞的路徑以及重點骨架的分解 。
這里有一點給大家一個提示
車身的框架和主骨架是由超高強鋼和熱成型鋼制成的 ， 也是通過加強板和內板焊接成腔體結構大大提高單板的強度 ， 提高整車強度的 。 所以在為賽車減重時 ， 如果不分輕重的無限制在內板上減重 ， 會大大的破壞腔體的承載能力 ， 也會降低車身整體抵抗外力的能力和抗彎曲強度 ， 所以掏內板也是要酌情處理的 。
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所謂的腔體也正是吸能的關鍵結構 ， 這圖正是R8車身前后吸能區零件的主要構成 。 是通過多個鋁合金型材（鋁擠壓工藝）搭建而成 ， 具有很好的吸能效果 。 「抬頭仰望的星空319」什么樣的車身最安全？
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