随着越来越严厉的安全法规的出台，在汽车发生碰撞事故时如何有效保护驾乘人员的人身安全，是现代汽车设计和制造的重点考虑方向，提高汽车安全部件的结构强度就是设计者的不二选择。而能源紧张和环保要求导致了对汽车燃油经济性和排放的要求越来越高，因此车身轻量化的设计是一个不可逆转的潮流。保险杠骨架就处于这一矛盾的需求的交汇点，那就是既要保证高强度又要尽可能轻量化。

汽车保险杠骨架作为吸收缓和外界冲击力的安全装置，对防护车身前后部和保护驾乘人员起着极其重要的作用。特别是汽车的前保险杠骨架，在高速碰撞发生时，必须保证自身不会断裂并能有效连结车身的两根纵梁，把碰撞的大量动能传递给两根纵梁，由纵梁将碰撞能量分成若干小的能量流被各板金件吸收，从而确保驾乘人员的生存空间。

我国目前采用的C-NCAP碰撞测试，其中的一项检测就是让汽车正面100%地以54km/h的速度撞击防护墙，其目的就是验证汽车前保险杠骨架的抗冲击力量的缓冲性能。另外，当汽车与其他车辆或障碍物发生低速碰撞时，前保险杠骨架对保护翼子板、散热器、发动机罩和灯具等部件同样起着至关重要的作用。对使用者来说，这直接影响着发生碰撞事故后的维修费用，欧洲的AZT维修费用试验就是德国安联保险公司技术中心开发的划分汽车保险等级的权威试验，试验的结果直接影响车辆的保险等级。在欧洲，如果车辆属于较高的保险等级，就意味着顾客在同等条件下要多支付保险费用。随着国内汽车的普及和保险业与国际的接轨，这种能更精确反映汽车性能和使用成本的方法必将在国内得到应用。

保险杠骨架一般都是由高强度的主横梁和左右两个吸能部件以及其他安装用部件组成（如图1所示）。主横梁的作用是将任何形式的偏置碰撞产生的能量尽可能均匀地分布到两个吸能元件上，使能量最大限度均匀地被吸能元件所吸收， 并将碰撞力均匀地传递到两个纵梁。

图1  保险杠骨架的一般结构形式

主横梁的强度对整个保险杠骨架系统起着决定性作用，高强度的主横梁更有利于碰撞能量的均匀分布，但在设计中，不可能通过无限制增加钢材厚度达到增加强度的目的。因此，既满足高强度又满足轻量化要求的超高强度钢就应运而生了。目前在欧洲主横梁的钢材普遍使用抗拉强度高达1 000MPa以上的钢材，其厚度一般2mm左右。根据测算，如果用420MPa的中等强度钢等效替代厚度至少要达到6mm，其重量可想而知。左右吸能部件的作用一方面是将由主横梁传来的能量最大限度地吸收，从而消除碰撞对车身前部部件的损坏以及保护驾乘人员的生存空间，另一方面是将碰撞力通过纵梁传递并将其分散。图2是一种典型的吸能部件的结构型式，它的优点是采用中等强度钢通过冲压焊接等常规工艺实现，能满足足够的强度和性能要求，通过对其形状和结构进行优化，可以取得令人满意的结果，其性价比的优势比较明显。

图2  保险杠骨架吸能部件的结构形式