前纵梁总成结构设计
1.适用范围
本指导书适用于M1类承载式车身的前纵梁总成设计。
2.目的
本指导书参考了国内外汽车行业对前纵梁总成的设计技术要求，结合本公司已经开发车型的经验而编制的，目的在于对本公司设计人员在前纵梁总成设计过程中起到一定的指导和参考作用。
3.功能及要求
对于承载式车身，前纵梁总成有两个非常重要的功能，一是整车安全性的重要保证，在汽车的正面碰撞和偏置碰撞时起到吸能和支撑的作用，以减小车内乘员的伤害值，从而满足相关法规的炉温控制系统要求，因此要求前纵梁总成不仅要具有非常高的强度，其前端还要有很好的吸 线粒体基因组测序能作用以保证汽车的安全性。二是为动力总成、底盘副车架、蓄电池等零部件总成提供可靠的安装，除了有很高的强度和刚度的要求外，还有很高的耐疲劳要求，以确保在使用过程中这些零部件总成工作正常。 4.设计方法及要求
4.1 设计构想
前纵梁总成主要包括前纵梁外板、前纵梁内板、纵梁内板加强板、前纵梁后段及加强板等主要承力的梁架结构件，以及其它发动机、底盘等零部件总成需要的功能性安装支架，设计时可以参考标杆车及总体输入完成前纵梁总成的设计构想。
设计构想阶段另一项很重要的工作是材料及料厚的定义，要想合理的定义各零部件的材料及料厚需要得到CAE部门的支持，根据对标杆车的强度、刚度及安全性的CAE分析结果对标杆车的零件材料、料厚进行确认和调整。图1为某车型左侧前纵梁总成的结构示意图。
4.2 设计输入
前纵梁总成的设计需要依据总体发布的布置数据及相关要求来进行，我们需要对这些输入进行分析、确认和反馈，主要的输入内容如下：
1）动力总成数据输入，确认悬置安装点位置、悬置支架的空间尺寸要求、安装方式、操作空间的要求和安装紧固件的规格，特别要对紧固件的螺距和机械性能等级进行确认核对。
2）底盘副车架安装点位置，确认核对安装方式和紧固件规格和性能要求。
3）蓄电池安装点位置，蓄电池固定方式。
4）轮胎包络输入，核对间隙要求。
5）其它底盘零件和管路、电器线束及零件的安装点输入，需要核对安装孔径及紧固件规格。
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4.3 结构设计
4.3.1吸能区的设计
由于在碰撞过程中大部分的能量是由纵梁总成吸收并通过纵梁总成将能量传递到门槛及前地板下部的梁架总成，因此要求前纵梁总成除了具有很好的强度和刚度外还要有很好的吸能性。
为了使碰撞初期的能量能够被很好的吸收，一种方法是在纵梁的外板和内板的前端直接增加吸能筋，纵梁总成与前保险杠防撞梁总成直接用螺栓连接在一起，如图2所示。这种结构
可以使碰撞发生时的一阶变形通过防撞梁直接传递到纵梁上，它的优点是装配工艺简单，缺点是低速碰撞时的维修成本高。
为了应对低速碰撞而导致的前端零件的变形或损坏，降低汽车的维修成本，另一种方法是将碰撞吸能区设置在前防撞梁总成上，并通过螺接的方式与前纵梁进行连接，如图3所示。这种结构的优点是即有利于碰撞初期的能量吸收又利于降低维修成本，如今大多数的车型都采用这种设计方法。火焰电视
目前虽然还没有对吸能区长度的最小值要求，但是考虑到碰撞过程中机舱的溃缩量应保证乘员室的安全，以及在低速（15公里/小时）碰撞时，安全气囊不能打开，后端纵梁不能产生变形，碰撞的能量完全由吸能区吸收，因此吸能区域的长度最好能够达到150mm以上。
4.3.2 结构强度和刚度设计
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由于在碰撞过程中前纵梁总成承受的载荷非常的大，图4、图5为某车型在碰撞过程中主要传力梁系截面和对应的各梁系载荷图，从图中我们可以看到，在碰撞发生的初期，前纵梁的前端（图中1#和2#截面）承受了近95000N的载荷。另外，碰撞时纵梁承受的载荷与整车质量成正比，整车质量越重，纵梁承受的载荷越大，图6为一大型SUV车型在碰撞时各梁系的载荷图，从图中可以看出其纵梁所承受的载荷值非常的大。
要保证前纵梁具有足够的强度和刚度，除了合理的定义材料和料厚，纵梁的截面尺寸也非常的重要，图7为三种不同车型的纵梁截面尺寸的比较。其中3#车的截面尺寸最大，在实车碰撞试验中的成绩也非常的好，虽然还有其它影响碰撞成绩的因素，但是纵梁较大截面尺寸是很重要的原因之一。
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