在塑料加工工業中，熱壓成型法是一種應用廣泛的材料加工方法，其過程相對簡單，將材料加熱后把模型固定在加熱板上注入材料，調節溫度，使得材料硬化[9-10]。然而，對于汽車的B柱，現有的加工理論大多基于冷壓成型方法。該方法在碰撞中容易產生開裂、回彈等不安全現象。如圖3(a)所示，B柱包含上下兩個部分，為保證B柱的強度，又增加兩個加強件。圖3(b)是使用熱壓成型方法設計的B柱模型。各方法下模型的參數，如表1所示?？梢钥闯?，使用熱壓成型方法使汽車零部件的質量有了明顯下降，從而達到了輕量化設計的目的。
根據能量守恒定律，可以得到仿真環境中各個能量隨時間的變化曲線。由于有限元仿真計算時，無法取到無窮大，因此有可能造成能量的泄露。而由圖4可看出，系統中的Hourglass Energy趨近于0。因此，本文建立的仿真環境及碰撞模型滿足能量守恒，可以用于汽車零部件的碰撞效果試驗。給出了碰撞發生40 ms后，使用熱壓/冷壓成型理論制造的B柱汽車的車身形變對比。可以明顯的看出，圖5(b)中使用熱壓成型理論的汽車車身在遭受同等級別的撞擊時，其側面車身的形變程度(門板、防撞梁等部件)遠小于圖5(a)中的車身。為了定量地衡量不同工藝下的車身變形程度，本文還選取了駕駛員駕駛汽車時預估的頭部和中間肋骨在車內所處的位置進行了碰撞侵入的分析，結果如圖6所示。
圖6給出了碰撞后汽車的侵入情況。從圖6(a)和圖6(b)可以看出，原始的頭部參考點的大形變距離為46.56 mm，輕量化設計后的大形變距離為45.95 mm，優化了1 mm。原始上肋部參考點的大形變距離為116.89 mm，輕量化設計后的大形變距離為109.89 mm，優化了7 mm。從圖6(c)～圖6(d)可以看出，原始頭部參考點大速度為5.61 m·s-1，輕量化設計后為5.44 m·s-1。原始上肋骨的參考點速度為6.63 m·s-1，輕量化設計后的速度為6.47 m·s-1。兩個部位參考點速度均降低了約1.7 m·s-1。在碰撞試驗中，參考點形變距離的大小可以表征碰撞對于駕駛員的擠壓狀況，速度的大小可以表征碰撞對于駕駛員沖擊的能量。從仿真結果可以看出，經過熱壓成型后在汽車車身在輕量化的同時，降低了碰撞的擠壓和沖擊力，從而可滿足汽車碰撞的安全性需求。
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