一种用于车辆的保护结构及其设计方法

摘要

本发明提供了一种用于车辆的保护结构及其设计方法，涉及车辆零部件领域，保护结构设于车辆的前端处，用于在车辆与行人发生碰撞时能够保护行人的小腿胫骨和膝盖，其包括支架本体，其表面设有多个第一加强筋，多个第一加强筋构造成从支架本体的一端沿着支架本体表面的长度方向排布至支架本体的另一端，且相邻的两个第一加强筋交叉布置，以使得支架本体在发生碰撞时不会产生局部弯矩过大，从而对行人的小腿胫骨进行保护；其中，所述表面为支架本体的面积最大的一个面。本发明解决了现有技术中的由于保护结构不合理，而在车辆与行人发生碰撞时导致行车小腿胫骨下部部位和膝盖发生骨折等危险问题。

权利要求

1.一种用于车辆的保护结构，设于所述车辆的前端处，用于在所述车辆与行人发生碰撞时能够保护行人的小腿胫骨和膝盖，其包括：支架本体，其表面设有多个第一加强筋，所述多个第一加强筋构造成从所述支架本体的一端沿着所述支架本体表面的长度方向排布至所述支架本体的另一端，且相邻的两个第一加强筋交叉布置，以使得所述支架本体在发生碰撞时不会产生局部弯矩过大，从而对行人的小腿胫骨进行保护；

其中，所述表面为所述支架本体的面积最大的一个面；

所述多个第一加强筋中每相邻两个相互交叉布置的加强筋和与其对应的所述支架本体的边沿形成三角形结构，以使得多个所述三角形结构从所述支架本体的一端沿着所述支架本体表面的长度方向依次分布至所述支架本体的另一端；

所述多个第一加强筋的厚度构造成随着所述支架本体位置的不同而不同，以根据所述第一加强筋对行人小腿保护的敏感特性确定所述第一加强筋的厚度，从而能够最大化保护行人的小腿胫骨和膝盖部位。

2.根据权利要求1所述的保护结构，其中，所述第一加强筋具体构造成：每一第一加强筋的厚度为1.5mm 3.5mm。

~

3.根据权利要求1或2所述的保护结构，其中，所述支架本体的两端各具有一安装结构，两个所述安装结构与所述车辆的左、右吸能盒对应相连；

其中，所述两个安装结构处对应设置多个第二加强筋，所述多个第二加强筋沿对应的安装结构长度方向布置，相邻的两个第二加强筋交叉布置。

4.根据权利要求3所述的保护结构，其中，所述多个第二加强筋的厚度构造成随着所述支架本体位置的不同而不同，以根据所述第二加强筋对行人小腿保护的敏感特性确定所述第二加强筋的厚度，从而能够最大化保护行人的小腿胫骨和膝盖部位。

5.根据权利要求3所述的保护结构，其中，所述第二加强筋的厚度具体构造成：每一第二加强筋的厚度为0.5mm 2.5mm。

~

6.根据权利要求4或5所述的保护结构，其中，所述多个第二加强筋分为至少两种厚度不同的加强筋。

7.根据权利要求3所述的保护结构，其中，所述多个第二加强筋按照厚度不同至少分为厚度为0.5mm 1.5mm且近似平行于所述安装结构长度方向的横向加强筋和厚度为2.0mm~ ~

2.5mm的纵向加强筋，其中，所述横向加强筋之间及所述纵向加强筋之间分别呈平行叠加布置，所述横向加强筋与所述纵向加强筋之间呈交叉布置。

8.根据权利要求7所述的保护结构，其中，所述安装结构包括板体部和沿着所述板体部的周缘垂直向外延伸的延伸部，所述横向加强筋和所述纵向加强筋呈十字交叉式布置于所述板体部的表面，并与所述延伸部的内侧固定相连。

9.根据权利要求8所述的保护结构，其中，设于所述安装结构处的第二加强筋的数量配置为根据对行人小腿保护的力度进行设置。

10.根据权利要求9所述的保护结构，其中，去掉所述多个第二加强筋中的部分加强筋。

11.根据权利要求1所述的保护结构，其中，设于所述支架本体处的第一加强筋的数量配置为根据整车碰撞时对车辆保护的力度进行设置。

12.根据权利要求11所述的保护结构，其中，去掉所述多个第一加强筋中的部分加强筋。

13.一种用于权利要求1-12任一项所述的保护结构的设计方法，以在所述车辆与行人发生碰撞时保护行人的小腿胫骨和膝盖，其包括：建模步骤：利用三维建模软件将初步设计的车辆保护结构建立成保护结构仿真模拟三维模型；

仿真分析步骤：利用有限元求解和优化的方法，对所述保护结构的三维模型进行CAE仿真分析，以获得行人小腿伤害值随所述保护结构的变化关系；

加强筋布置步骤：根据行人小腿伤害值与所述保护结构的变化关系设计加强筋布置于保护结构处的位置；

加强筋厚度配置步骤：根据CAE仿真分析得出的所述保护结构不同位置处的加强筋对行人小腿保护的敏感特性，确定所述保护结构不同位置处的加强筋的厚度。

说明书

一种用于车辆的保护结构及其设计方法

技术领域

[0001] 本发明涉及车辆零部件领域，特别是涉及一种用于车辆的保护结构及其设计方法。

背景技术

[0002] 随着车辆保有量的剧增，车祸等事故频繁发生。由于我国交通情况复杂，经常出现机动车碰撞非机动车及行人的事故发生，在这种事故中，非机动车驾驶人及行人是弱势群体，他们的头部受到车辆撞击是导致死亡和重大伤残的主要原因，而股骨和小腿胫骨骨折等伤害虽不危及生命，但此类事故发生频率极高，从而导致伤残情况颇多，也非常值得关注。欧洲新车评价组织EuroNCAP在多年前就将车辆行人保护性能纳入评估体系内，我国自2010也开始颁布了乘用车行人保护法规GB/T24550-2009，从而非机动车及行人的安全得到重视。2017年1月，中国新车评价标准(C-NCAP)颁布2018版新车评价标准，其参考EuroNCAP评估规则，亦将行人保护性能作为一重要指标，该指标占总分15％的权重，足见行人保护开发已逐渐成为车辆开发的重要项目。

[0003] 在车辆开发项目中，轻量化是车辆实现节能环保的最有效途径，而安全等基本性能是车辆开发的必要保证，但如何能够做到平衡车辆各个性能的同时，使得车辆轻量化，即用材最少，重量最强，结构最可靠。目前，国内车辆碰撞安全技术的研发水平日益提升，为能够在车辆市场竞争中取得一定的优势，各大企业纷纷将车辆碰撞安全开发的标准定义为C-NCAP五星，部分企业更是要求在EuroNCAP中拿到高分。由于车辆前端造型的潮流趋势，其前端造型普遍较饱满扁平，在EuroNCAP关于行人保护小腿性能的评估中可拿到满分，但仍有部分SUV及跑车型，由于其较高的车身姿态或锐利凸出的前保造型，在与行人发生碰撞时，对行人小腿的伤害值较高，并且在EuroNCAP评估中失分较多。

[0004] 经研究发现，大部分在EuroNCAP关于行人保护小腿性能评估中得分高的车型，常见的解决方案是将车辆的前期造型设计的比较平整，而且避免有凸出的坚硬结构。但是，这种实施方式仅能为保护行人小腿提供一个基础，它不能在小腿受到冲击时提供一适合的刚度支撑，使得在车辆与行人发生碰撞时行人小腿胫骨下部部位和膝盖发生骨折等危险。

发明内容

[0005] 本发明的一个目的是要提供一种用于车辆的保护结构，以解决现有技术中的由于保护结构不合理，而在车辆与行人发生碰撞时导致行车小腿胫骨下部部位和膝盖发生骨折等危险问题。

[0006] 本发明一个进一步的目的是要为前保泡沫等吸能装置提供足够的空间。

[0007] 本发明另一个进一步的目的是要降低保护横梁的制造成本。

[0008] 特别地，本发明提供了一种用于车辆的保护结构，设于所述车辆的前端处，用于在所述车辆与行人发生碰撞时能够保护行人的小腿胫骨和膝盖，其包括：

[0009] 支架本体，其表面设有多个第一加强筋，所述多个第一加强筋构造成从所述支架本体的一端沿着所述支架本体表面的长度方向排布至所述支架本体的另一端，且相邻的两个第一加强筋交叉布置，以使得所述支架本体在发生碰撞时不会产生局部弯矩过大，从而对行人的小腿胫骨进行保护；

[0010] 其中，所述表面为所述支架本体的面积最大的一个面。

[0011] 进一步地，所述多个第一加强筋的厚度构造成随着所述支架本体位置的不同而不同，以根据所述第一加强筋对行人小腿保护的敏感特性确定所述第一加强筋的厚度，从而能够最大化保护行人的小腿胫骨和膝盖部位；

[0012] 可选地，所述第一加强筋具体构造成：每一第一加强筋的厚度为1.5mm～3.5mm。

[0013] 进一步地，所述多个第一加强筋中每相邻两个相互交叉布置的加强筋和与其对应的所述支架本体的边沿形成三角形结构，以使得多个所述三角形结构从所述支架本体的一端沿着所述支架本体表面的长度方向依次分布至所述支架本体的另一端。

[0014] 进一步地，所述支架本体的两端各具有一安装结构，所述两个安装结构与所述车辆的左、右吸能盒对应相连；

[0015] 其中，所述两个安装结构处对应设置多个第二加强筋，所述多个第二加强筋沿对应的安装结构长度方向布置，相邻的两个第二加强筋交叉布置。

[0016] 进一步地，所述多个第二加强筋的厚度构造成随着所述支架本体位置的不同而不同，以根据所述第二加强筋对行人小腿保护的敏感特性确定所述第二加强筋的厚度，从而能够最大化保护行人的小腿胫骨和膝盖部位；

[0017] 可选地，所述第二加强筋的厚度具体构造成：每一第二加强筋的厚度为0.5mm～2.5mm。

[0018] 进一步地，所述多个第二加强筋分为至少两种厚度不同的加强筋；

[0019] 可选地，所述多个第二加强筋按照厚度不同至少分为厚度为0.5mm～1.5mm且近似平行于所述安装结构长度的横向加强筋和厚度为2.0mm～2.5mm的纵向加强筋，[0020] 其中，所述横向加强筋之间及所述纵向加强筋之间分别呈平行叠加布置，所述横向加强筋与所述纵向加强筋之间呈交叉布置。

[0021] 进一步地，所述安装结构包括板体部和沿着所述板体部的周缘垂直向外延伸的延伸部，所述横向加强筋和所述纵向加强筋呈十字交叉式布置于所述板体部的表面，并与所述延伸部的内侧固定相连。

[0022] 进一步地，设于所述安装结构处的第二加强筋的数量配置为根据对行人小腿保护的力度进行设置；

[0023] 可选地，去掉所述多个第二加强筋中的部分加强筋。

[0024] 进一步地，设于所述支架本体处的第一加强筋的数量配置为根据整车碰撞时对车辆保护的力度进行设置；

[0025] 可选地，去掉所述多个第一加强筋中的部分加强筋。

[0026] 本发明还包括一种用于车辆保护结构的设计方法，以在所述车辆与行人发生碰撞时保护行人的小腿胫骨和膝盖，其包括：

[0027] 建模步骤：利用三维建模软件将初步设计的车辆保护结构建立成保护结构三维模型；

[0028] 仿真分析步骤：对所述保护结构三位模型进行CAE仿真分析，以获得行人小腿伤害值随所述保护结构的变化关系；

[0029] 加强筋布置步骤：根据行人小腿伤害值与所述保护结构的变化关系设计所述加强筋布置于保护结构处的位置；

[0030] 加强筋厚度配置步骤：根据所述保护结构的不同位置，使得不同位置处的加强筋的厚度不同。

[0031] 本发明的有益效果可以为：

[0032] 首先，由于所述保护结构的支架本体的表面(支架本体面积最大的一个面)设有多个第一加强筋，相邻两个第一加强筋交叉布置，且多个第一加强筋从支架本体的一端沿着支架本体表面的长度方向依次分布至支架本体的另一端，以防止在发生碰撞时支架本体不会产生局部的弯矩过大。如此，当车辆与行人产生碰撞时，该支架本体能够为小腿冲击提供一适合的刚度支撑，从而可以保证在不对小腿胫骨造成额外伤害的情况下，阻止胫骨的下部部位的撞击和侵入，使其能够尽早反弹，以降低膝盖部位由于胫骨和股骨不断的侵入而被前保阻滞运动的弯曲变形伤害。从而解决了现有技术中的车辆没有相对应的横梁保护结构，导致在车辆与行人发生碰撞时行人小腿胫骨下部部位和膝盖发生骨折等危险。

[0033] 其次，本发明的保护结构是通过在支架本体的不同位置处设有不同厚度的加强筋，其结构紧凑，且占用面积小，如此，所述保护结构不仅能够对车辆碰撞时的行人小腿部位起到保护作用，还能够为前保泡沫等吸能装置提供更多的装配空间。

[0034] 再者，根据行人小腿部位的保护角度可将安装结构位置处的部分第二加强筋去除，从而能够在行人小腿部位得到保护的情况下降低该保护结构的制造成本。同理，从整车碰撞的保护效果出发，可将支架本体表面处的部分第一加强筋去除，从而能够进一步地降低车辆的制造成本。

附图说明

[0035] 后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

[0036] 图1是一种车辆前保系统结构的示意性结构图；

[0037] 图2是图1所示的前保系统结构在发生碰撞时对小腿的冲击伤害响应曲线图；

[0038] 图3是另一种车辆前保系统结构的示意性结构图；

[0039] 图4是图3所示的车辆前保系统结构在发生碰撞时对小腿的冲击伤害响应曲线图；

[0040] 图5是根据本发明一个实施例的一种用于车辆的保护结构的示意性立体图；

[0041] 图6是图5所示的保护结构的示意性俯视图；

[0042] 图7是图5所示的保护结构的示意性主视图；

[0043] 图8是图5所示的保护结构的示意性左视图；

[0044] 图9是图5所示的保护结构的在发生碰撞时对小腿的冲击伤害响应曲线图。

具体实施方式

[0045] 在交通事故中，当车辆与行人发生碰撞时，小腿部位容易受到骨折甚至更严重的伤害，尤其当车辆与儿童发生碰撞时，腿部防护的加强还保护了儿童群体，减少儿童钻入车底造成碾压的二次伤害。因此，行人腿部防护结构得到各大汽车厂商的关注，从而在新产品开发中会考虑对行人保护的改善。

[0046] 发明人设想了两种车辆前保系统结构的方案，第一种，将车辆的前保横梁、发罩锁以及前保蒙皮支架等容易造成伤害的硬物布置在车头比较靠后的位置处，并增大前保吸能泡沫、吸能块等结构尺寸，从而为腿部冲击预留足够的缓冲吸能空间。如图1所示，10为车辆前保险杠蒙皮，30为行人小腿部冲击模块。通过CAE软件进行仿真实验，小腿冲击伤害响应曲线如图2所示，左侧曲线图表示膝盖韧带伸长量DIS随时间T的变化关系曲线，其中D1为22mm，D2为19mm，右侧曲线图表示胫骨中下部弯矩NM随时间T的变化关系曲线，其中，N1为
340N*M，N20为282N*M。在发生行人碰撞时，行人膝盖撞击前保防撞梁40位置，虽有吸能泡沫
20缓冲，但因车辆造型、前保结构刚度原因及前保布置空间的限制，膝盖压缩吸能泡沫20后，前保防撞横梁40开始起支撑作用，阻止膝盖的继续侵入，但此时行人的股骨和胫骨会由于没有足够的支撑而继续侵入，直至冲击动能与前保形变的内能相平衡，因此，在这一过程中，膝盖会承受极大的弯曲和拉伸的变形，从而导致膝盖韧带极易受损。

[0047] 第二种，车辆前保系统结构配备了行人小腿保护横梁，如图3所示，11为车辆前保险杠蒙皮，21为前保吸能泡沫，31为行人小腿冲击模块，41为前保防撞横梁，51为传统行人小腿保护梁。同样，通过CAE软件进行仿真实验，小腿冲击伤害响应曲线如图4所示，左侧曲线图表示膝盖韧带伸长量DIS1随时间T的变化关系曲线，其中D1为22mm，D2为19mm，右侧曲线图表示胫骨中下部弯矩NM1随时间T的变化关系曲线，其中，N1为340N*M，N2为282N*M。而小腿保护梁通常采用的是金属材质，该整个小腿保护梁的质量为2.45Kg；也有部分采用的是塑料材质小腿的保护梁，塑料板厚5mm～7mm不等，整个子系统质量为2.13Kg。结合图3和图4说明，此类横梁虽然对行人的小腿膝盖韧带起到一定的保护作用，却极易造成胫骨对应位置的损伤，从图4的小腿胫骨中下部弯矩伤害响应曲线中看出，由于此位置弯矩过大，胫骨下部存在骨折的风险。

[0048] 也有部分厂商不惜成本采用塑料材料制造小腿保护梁，且为了能够保证小腿胫骨的反弹作用，需要足够多的塑料材料使得横梁的结构够强，从而导致横梁重量极重，且相对应的成本也极高。

[0049] 本发明提出了一种用于车辆的保护结构，如图5所示，该保护结构可设于车辆的前端处，用于在车辆与行人发生碰撞时能够保护行人的小腿胫骨和膝盖，其可包括：支架本体1，其表面111设有多个第一加强筋2，相邻两个第一加强筋2交叉布置，多个第一加强筋2构造成从支架本体1的一端沿着支架本体1表面111的长度方向依次分布至支架本体1的另一端，以使得支架本体1在发生碰撞时不会产生局部弯矩过大，从而对行人的小腿胫骨进行保护；其中，表面111为支架本体的面积最大的一个面。可结合图9进行说明，左侧曲线图表示膝盖韧带伸长量DIS2随时间T的变化关系曲线，其中D1为22mm，D2为19mm，右侧曲线图表示胫骨中下部弯矩NM2随时间T的变化关系曲线，其中，N1为340N*M，N2为282N*M。由小腿伤害值响应曲线图可看出，所述保护结构的刚度均匀且连续，不会产生传统支架本体1的局部弯矩过大的现象，从而不会对胫骨产生潜在威胁。即当车辆与行人产生碰撞时，该支架本体1可以为小腿冲击提供一适合的刚度支撑，从而可以保证在不对小腿胫骨造成额外伤害的情况下，阻止胫骨的下部部位的撞击和侵入，使其能够尽早反弹，以降低膝盖部位由于胫骨和股骨不断的侵入而被前保阻滞运动的弯曲变形伤害。从而解决了现有技术中的车辆没有相对应的横梁保护结构，导致在车辆与行人发生碰撞时行人小腿胫骨和膝盖等部位发生骨折等危险，也可以解决发明人的第一种设想中，行人的股骨和胫骨会由于没有足够的支撑而继续侵入，膝盖因此承受极大的弯曲和拉伸的变形，从而导致膝盖韧带极易受损的问题。

[0050] 在进一步的实施例中，同时结合图5和图6进行说明，支架本体1的两端可各具有一安装结构3，两个安装结构3分别与车辆的左、右吸能盒相连；其中，两个安装结构处对应设置多个第二加强筋21，多个第二加强筋21沿对应的安装结构长度方向布置，相邻的两个第二加强筋交叉布置。安装结构3处的多个第二加强筋21可分为至少两种厚度不同的加强筋。当多个第二加强筋分为两种不同厚度的加强筋时，可分为近似平行于安装结构长度的横向加强筋211和与横向加强筋垂直的纵向加强筋212。

[0051] 在上述进一步的实施例中，结合图5至图8进行说明，安装结构3包括板体部311和沿着板体部的周缘垂直向外延伸的延伸部312，横向加强筋211和纵向加强筋212呈十字交叉式布置于板体部311的表面，并与延伸部312的内侧固定相连。

[0052] 在一些实施例中，如图5和图6所示，多个第一加强筋2中每相邻两个相互交叉布置的加强筋和与其对应的支架本体的边沿112形成三角形结构，以使得多个三角形结构从支架本体的一端沿着支架本体表面的长度方向依次分布至支架本体的另一端。

[0053] 在上述一些进一步的实施例中，多个第一加强筋2及多个第二加强筋21的厚度可构造成随着支架本体1位置的不同而不同，以根据第一、第二加强筋对行人腿部保护的敏感特性确定第一、第二加强筋的厚度，从而可以最大化保护行人的小腿部位。结合图5至图7进行说明，支架本体的不同位置对行人腿部保护的敏感性不相同，根据发明人的大量实验证明，保护结构中支架本体的边沿112、安装结构的板体部311以及延伸部312对行人腿部保护的敏感性占40％左右，位于支架本体表面111处的多个第一加强筋对行人腿部保护的敏感性占30％左右，支架本体表面111所处的位置区域结构对行人腿部保护的敏感性占20％左右，该保护结构的其余结构(主要位于安装结构3处)主要起安装支撑作用，其厚度比较大，以在车辆高速碰撞和低速碰撞时可以更好地吸能，对行人腿部保护贡献不大，对行人腿部保护的敏感性占10％左右。

[0054] 根据支架本体的不同位置对行人腿部保护的敏感性不相同，将支架本体的表面111所处的位置可归结为主要位置，两个安装结构3所处的位置可归结为次要位置。经过大量的优化和试验验证，根据加强筋对行人小腿保护的敏感特性，将加强筋的厚度可设计为：

[0055] 支架本体的主要位置处的加强筋(即每一第一加强筋)的厚度为1.5mm～3.5mm，优选地，厚度为1.6mm～2.0mm，特别地，厚度为1.8mm；

[0056] 支架本体的次要位置处的加强筋每一第二加强筋的厚度为0.5mm～2.5mm，优选地，厚度为1.0mm～2.0mm，特别地，厚度为1.5mm或2.5mm。

[0057] 经过大量的优化和试验验证，安装结构3处的第二加强筋可分为至少两种粗细不同的加强筋。当安装结构3处的第二加强筋分为两种厚度不同的加强筋，即可分为横向加强筋211和纵向加强筋212时，这两种加强筋的厚度可构造成：

[0058] 横向加强筋的厚度为0.5mm～1.5mm，特别地，厚度为1.5mm；

[0059] 纵向加强筋的厚度为2.0mm～2.5mm，特别地，厚度为2.5mm；

[0060] 其中，横向加强筋之间及纵向加强筋之间可分别平行叠加布置，横向加强筋与纵向加强筋之间可呈交叉布置。

[0061] 如此，本发明的保护结构通过在支架本体1的不同位置处设有不同厚度的加强筋，其结构紧凑，且占用面积小，从而使得保护结构在保证对车辆碰撞时的行人小腿部位起到保护作用的前提下，为前保泡沫等吸能装置提供更多的装配空间。

[0062] 此外，保护结构摒弃了“增加厚度以换取增大刚度的理念”，采用减薄保护结构的厚度并增设第一加强筋2、第二加强筋21结构，并且根据三角形稳定结构原理，第一、第二加强筋可分别呈十字交叉进行布置，以根据不同位置处加强筋对行人小腿保护的敏感特性，使得不同位置处第一、第二加强筋的厚度而随之不同。如此，当车辆与行人产生碰撞时，该支架本体不仅为小腿冲击提供一适合的刚度支撑，从而可以保证在不对小腿胫骨造成额外伤害的情况下，阻止胫骨的下部部位的撞击和侵入，使其能够尽早反弹，以降低膝盖部位由于胫骨和股骨不断的侵入而被前保阻滞运动的弯曲变形伤害，而且根据加强筋对行人小腿保护的敏感特性，设计成不同厚度的加强筋进行布置，从而可以解决发明人第二种设想中车辆无法实现轻量化的问题。

[0063] 在上述实施例中，呈十字交叉进行布置的第一、第二加强筋，交叉的部位可在每两个交叉加强筋的端部，也可为每两个交叉加强筋的中部位置。

[0064] 在另一些实施例中，安装结构3的不同部位也可设计成不同的厚度。如图5所示，安装结构3还可包括一安装板313，其沿着板体部的周缘垂直向外延伸，且延伸部312相邻，通过安装板313可使得保护结构与车辆吸能盒安装连接。安装板的厚度可为3.5mm～5mm，优选地，为4.0mm。在图5中，右侧安装结构3的延伸部312可与吸能盒的外边缘连接，其厚度可为2.5mm～4.0mm，优选地，为3.0mm。

[0065] 左侧安装结构3的与吸能盒连接的延伸部312以及支架本体的边沿112的厚度分别可为1.5mm～3.0mm，优选地，为2.0mm。支架本体表面111的位置区域结构的厚度可为0.1mm～2.0mm，优选地，为1.0mm。

[0066] 在图5和图6的实施例中，设于安装结构3处的第二加强筋21的数量可配置为根据行人小腿保护的力度进行设置；可选地，去掉位于安装结构3处的部分第二加强筋。从整车碰撞时保护的力度进行出发，可去掉设于支架本体表面111处的第一加强筋。即该保护结构兼顾了行人保护和整车碰撞的保护作用。从对行人腿部的保护角度来讲，左右吸能盒的安装结构3为(图5中右侧安装板、加强筋212、支架本体的边沿112、延伸部312和加强筋211)是次要承载位置，其部分第二加强筋可挖空；从整车碰撞保护效果的角度来讲，中间支架本体(表面111、表面111处的第一加强筋)区域可适当挖空，这个可根据车型需求来定。

[0067] 如此，将非重要位置的加强筋直接挖空，可实现在同等用材的情况下，大大提高支撑的刚度。同理，在同等刚度需求的情况下，可大大减少用材，减重且降本。在本实施例中，由于保护结构采用塑料和金属混合制成，即支架本体1处采用塑料，其余的结构均采用金属制成，且所采用的小腿保护梁子系统总质量可为1.15Kg左右，比金属量减重约53％，比一般塑料横梁减重约46％，因此，本发明的保护结构可以实现车辆轻量化，且可进一步降低车辆的制造成本。

[0068] 在上述一些实施例中，图5中的右侧安装结构3处的第二加强筋可分别横向加强筋和纵向加强筋，左侧安装结构3处的第二加强筋可以为只有一种厚度的加强筋，且该加强筋的厚度可与右侧纵向加强筋的厚度相同。

[0069] 在上述任一项实施例中，所述用于车辆的保护结构可设于车辆的副车架前端，将安装结构3加强(截面加大、增设加强筋或者直接加厚均可)，此保护结构可起到前保防撞副横梁的作用，在车辆低速和高速碰撞过程中，均可压溃吸能，碰撞后维修更换方便，维修成本低。这是传统的行人保护横梁所无法实现的功能。

[0070] 上述保护结构是事先通过CAE软件进行优化测试，在满足测试性能的前提下，得到保护结构最轻的加强筋布置方案，即本发明还提出一种用于车辆保护结构的设计方法，以在所述车辆与行人发生碰撞时保护行人的小腿胫骨和膝盖，其包括：

[0071] 建模步骤：利用三维建模软件将初步设计的车辆保护结构建立成保护结构仿真模拟三维模型；

[0072] 仿真分析步骤：利用有限元求解和优化的方法，对所述保护结构的三维模型进行CAE仿真分析，以获得行人小腿伤害值随所述保护结构的变化关系；

[0073] 加强筋布置步骤：根据行人小腿伤害值与所述保护结构的变化关系设计加强筋布置于保护结构处的位置；

[0074] 加强筋厚度配置步骤：根据CAE仿真分析得出的所述保护结构不同位置处的加强筋对行人小腿保护的敏感特性，确定所述保护结构不同位置处的加强筋的厚度。

[0075] 如此，根据CAE软件测试并设计的保护结构，能够在当车辆与行人产生碰撞时，通过支架本体1为小腿冲击提供一适合的刚度支撑，从而保证在不对小腿胫骨造成额外伤害的情况下，阻止胫骨的下部部位的撞击和侵入，使其能够尽早反弹，以降低膝盖部位由于胫骨和股骨不断的侵入而被前保阻滞运动的弯曲变形伤害。

[0076] 至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。