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<一>、轿车安全气囊壳体设计分析
伴随着经济的快速发展，人们的物质生活水平不断提高，促使汽车产业得以加快发展。而在汽车数量不断增加的情况下，汽车安全问题引起了人们的关注。轿车安全气囊作为重要的被动安全技术，能否正常发挥功能与壳体结构设计有着紧密联系。因此，还应加强对轿车安全气囊壳体及其安装结构分析，以便好的完成气囊系统设计。
1、壳体结构分析
在轿车安全气囊系统中，包含气体发生器、传感器、微处理器、气囊模块等主要部件。气囊模块存放在壳体容器中，在发生器点爆瞬间在高温高压气体冲击下将气袋展开。所以壳体为气囊模块重要的零件之一，可以加强模块保护，确保模块在气囊设计寿命内不被外部侵蚀，以免气囊提前老化。而壳体不仅需要耐腐蚀，同时也需要耐高温和高压，能够发挥吸收点爆能量的作用，以免气囊模块在爆炸的瞬间被破坏。在气袋展开的瞬间，壳体还要对其展开方向形成引导，保证乘客安全。所以从壳体结构上来看，其拥有喇叭的形状，能够实现对气袋展开方向的多方位约束，并且能够与气囊罩盖连接，以免气袋冲出时出现罩盖飞出仪表板的情况。因此在壳体侧壁，设计有挂钩，能够对罩盖进行固定。
2、壳体安装连接
轿车安全气囊壳体在与仪表板连接时，还要安装在气囊框的窗口位置。从主流车型壳体安装情况来看，主要采用冲压后焊接成型工艺进行壳体安装。采用该种连接方式，在焊接位置容易产生残渣，导致气囊展开过程中被割破，甚至出现焊点位置脱焊的情况，给人员生命安全带来较大威胁。而采用铆接的方式，需要利用螺栓对气囊和仪表板进行紧固。采用该种刚性连接方式，气囊在点爆过程中容易导致仪表板开裂或螺栓脱落，也可能出现飞溅物。针对这一问题，目前通常在仪表板背面进行内嵌金属门盖的设计，并利用螺栓对其基座进行了加固。采用该种设计方式，导致气囊安装时间过长，不利于实现汽车的批量装配。
汽车负安全气囊气体发生器在被动安全保护系统中起到为安全气囊气袋充气的作用，其瞬间产生的大量气体对交通事故中车辆内部人员的安全有重要作用。
<二>、轿车安全气囊壳体安装结构改进设计
1、安装结构设计
结合轿车安全气囊壳体安装问题，还要实现安装结构的改进设计。具体来讲，就是采用开口的盒式结构壳体，其侧壁设置有翻边和张开的挂钩，翻边顶面稍高。在壳体底部，设置有发生器安装孔和气袋固定环安装孔，仪表板底部设置有向下突出的支架，可以挂钩配合通孔。在安装时，可以采用冲压成形工艺进行挂钩安装，促使挂钩在壳体侧壁上自动形成，中部冲压形成凹槽，克服采用焊接或铆接方式存在的问题。在气囊点爆过程中，压力达到较大值后，壳体开口位置将产生较大变形，对壳体挂钩有一定的强度要求，所以还要做好材料的选择。综合考虑各方面需求，壳体材质选用DC04，挂钩、压环、发生器、支架均为钢材质，罩盖采用TP07003。采用该种结构，可以避免气囊点爆给仪表板带来损伤，同时也能减少壳体安装时间，为汽车装配提供便利。
2、模型建立分析
为确定结构设计效果，还要采用Catia三维绘图软件进行三维模型的建立。结合各项设计参数，可以得到相应的数学模型，然后将模型导人到HyperMesh中实现网格划分，将网格单元类型、各单元材料特性进行赋值。在仿真分析阶段，可以采用Ls-Dyna气囊壳体强度分析，完成气囊点爆整个过程的仿真分析。在Ls-Dyna中，存在有各种发生器模块，可以结合汽车车型进行相应模型的选择。在实际分析时，可以输入320kPa发生器参数。对Airbag_folder模块进行调用，则能在有限元模型导人后实现网格折叠，完成折叠参数的设置，使气袋在Z方向得到折叠。
3、仿真分析结果
从仿真结果来看，在0~4ms之间，气囊处于点爆开始阶段，气袋尚未冲出发生器，但是承受的压力值达到较大，以至于壳体内壁承受较大压力，促使开口位置发生变形，挂钩承受较大考验。在4~7ms阶段，气袋从壳体冲出，内部压力急剧减小，对壳体侧壁作用力不断增加。在7~40ms之间，壳体持续受到气袋的压力，以至于壳体开口变大。
在15~25ms之间，气袋完全展开，使发生器受到向外拉力作用。通过发生器与壳体连接部分，壳体受到向外的拉力，促使安装孔位置受到较大考验。在整个过程中，壳体材料断裂应力均比点爆较大应力大，气袋正常展开，整个点爆过程非常平稳，所以可以判定壳体强度能够满足点爆要求。从各温度条件下静态点爆试验结果来看，气袋均顺利展开，同时点爆时间符合要求。在各试验中，壳体、支架、挂钩等连接部件均为出现裂痕，气袋表面也未出现燃烧或破裂问题。因此，改进后的轿车安全气囊壳体安装结构能够满足气囊基础性能设计要求，可以为气囊安装提供便利。
通过分析可以发现，在轿车安全气囊壳体设计方面，除了考虑壳体强度问题，还要考虑壳体安装能否满足汽车装配需求。在实际设计中，在综合考虑各方面因素的基础上，实现壳体安装结构的改进设计，则能使壳体性能加可靠，同时使安装工艺得到简化，完成通用化程度高的气囊壳体设计，继而好的满足汽车生产需求。
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