摘要：安全气囊ECU的主要功能是用于检测碰撞加速度信号，控制安全气囊的起爆时间。为保证ECU安装位置的共振性能，防止由于共振而产生误起爆，在整车开发过程中要求安全气囊ECU安装支架必须满足一定的动刚度设计要求。本文利用HyperMesh软件进行有限元建模，通过RADIOSS求解器对某车型ECU安装支架进行动刚度分析计算，并结合试验结果进行验证使其达到设计要求。

关键词：安全气囊 ECU，共振，动刚度

1 概述

安全气囊ECU作为汽车被动安全系统的重要模块，用于检测碰撞加速度信号，控制安全气囊的起爆时间，对保护乘员人身安全具有重要作用。但如果安全气囊发生误爆时，安全气囊不但不能对乘员起到保护作用，还会对乘员造成严重的伤害。为防止安全气囊由于共振而产生误起爆，ECU安装支架必须满足一定的动刚度设计要求，而在概念设计阶段通过仿真分析可有效提高安全气囊ECU安装支架的设计的效率及准确性。

2 ECU支架共振分析原理

　　安全气囊ECU安装支架的动刚度设计要求通过安装支架上ECU固定点位置的声惯量曲线来体现，声惯量曲线计算公式如下：

其中，A_X、A_Y、A_Z为安装支架上ECU固定位置的三方向加速度响应，F为激励力。

声惯量曲线必须满足图1所示的评价标准，其中，斜线区域为良好区，空白区域为可接受区，方格区域为不可接受区，为满足安装支架的动刚度设计要求，安装支架上ECU固定点位置的声惯量曲线必须落在可接受区和良好区内。

3 ECU安装支架仿真分析及优化

3.1 某车型ECU安装支架前期设计

　　某车型的ECU安装支架位于前地板中部，分析时取ECU支架及附近结构为分析对象，采用Altair/HyperMesh软件建立结构有限元模型，选用基本尺寸为5mm的壳单元进行网格划分，约束地板下纵梁的XYZ三方向自由度，模拟结构边界。在安装支架上ECU固定点位置施加三方向的动态单位激励力，分析频域为1-1000Hz，通过RADIOSS求解器计算，输出ECU固定点位置的三方向加速度响应。

3.2 ECU安装支架优化分析

由于前期设计的ECU 安装支架结构存在一定的共振风险，故考虑增加以下两种优化方案，提高ECU安装支架的动刚度。

1、在地板上方增加一块L形安装板；

2、在地板下方增加一块弓形加强板。

具体优化方案如图3所示。

　　对比优化前后的ECU固定点位置的声惯量曲线表明：优化后的ECU固定点位置的声惯量曲线较优化前有明显改善，满足ECU安装支架的动刚度设计要求。优化前后的ECU固定点位置的声惯量曲线如图4所示。

4 ECU安装支架共振试验验证

将优化后的ECU安装支架安装在车身上做共振试验，在ECU壳体三个轴向上安装传感器，使用力锤对安装螺栓的X、Y、Z 方向进行敲击，采集力锤的激励信号和传感器的加速度响应信号。ECU安装支架共振试验如图5所示：

经过数据处理后的到ECU固定点位置的声惯量试验曲线，与仿真得到的声惯量曲线对比后如图6所示。

　　根据以上结果表明：仿真结果与试验数据基本吻合，优化方案可行。

5 结论

本文运用RADIOSS求解器进行某安全气囊ECU安装支架的动刚度仿真分析计算，并对安装支架结构进行了优化，使ECU安装支架能够满足设计所需的动刚度要求，有效的提高了设计的效率及试验成本。

6 参考文献

[1] 庞剑．汽车噪声与振动．.北京：北京理工大学出版社，2006．

[2] 王志亮，刘波，桑建兵．动刚度分析在汽车车身结构设计中的应用[J]．机械设计与制造，2008(2)： 30-31．

Automobile safety airbag ECU resonance analysis

Bian Xintao

Abstract：The airbag ECU main function is used to detect the collision acceleration signal, control airbag detonation time. In order to ensure that ECU mounting position of the resonance performance, prevent the resonance and produce false priming, in the vehicle development process requires the airbag ECU mounting bracket must meet certain dynamic stiffness design requirements. This paper uses the HyperMesh software to finite element modeling, through the RADIOSS solver on a ECU mounted support dynamic stiffness calculation and analysis, the results are compared with the experimental verification to achieve design requirements.

Key words: The airbag，ECU，resonance，dynamic stiffness

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