工程塑料在汽车零部件轻量化领域的应用潜力

正轻量化已成为趋势世界铝业工程协会的一项研究表明,乘用车整车重量每减少10%,至少可降低油耗8%,甚至10%或更多,并使燃油效率提高5.5%,排放降低5%~6%;若汽车整体重量每台能减少100kg,则每百公里的燃油消耗可降低0.3~0.6L。对于作为汽车最重要大总成的发动机,减重的意义也很大。以一台诞生于21世纪10年代初期的新一代小排量汽油发动机与其前一代同类产品的对比为例,前者更多地采用了如铝合金一类的轻质材料,在零部件的模块化和结构优化上也有了很大的     

起重机臂架用高强韧性HSM960无缝钢管的开发

介绍了超大吨位起重机臂架用高强靭性HSM960无缝钢管的技术特点、生产工艺和质量情况。采用低碳多合金强化化学成分设计思路、MPM连轧管机组轧管和调质热处理工艺生产的HSM960无缝钢管,具有较高的强度和优异的塑韧性和抗低温冲击性能以及良好的焊接性能。该产品的成功开发满足了国内工程机械行业对超高强軔性钢管的需求。     

基于拓扑优化的4 m 望远镜底座结构设计

为满足4 m望远镜底座结构高刚度和轻量化的需求,研究了考虑结构变形和模态约束下的拓扑优化问题。首先,基于连续体结构拓扑优化的思想,以单元虚拟密度为设计变量,以位移变形和一阶频率及质量为优化约束,应变能最小为优化目标,建立了底座设计的拓扑优化数学模型,并详细推导目标函数及约束条件的灵敏度;然后,对底座结构应用拓扑优化设计,并以所得的理想概念构型为基础,进行底座结构的详细设计;最后,采用有限元法对优化模型进行静刚度和动刚度的分析与校核。设计结果表明,底座质量从27.66 t减至22.15 t;最大变形量由0.0377 mm减小为0.014 mm;一阶频率从217.1 Hz提高至247.45 Hz;在减小质量的同时,有效提高了底座结构的静刚度和动刚度,验证了拓扑优化方法的有效性。该方法将对4 m望远镜跟踪架的其他部件设计提供帮助。     

空间相机大口径反射镜轻量化技术及应用

空间相机反射镜尺寸和质量对系统的光学性能、机械性能和热稳定性等具有重要影响,因此对其进行轻量化设计具有重要意义。文中从材料的选择、背部基体形状、轻量化孔形式、支撑方式对某空间大口径反射镜进行了详细的结构设计,采用理论论述与有限元分析相结合的方法,提出了一种背部开放式、三角形孔的轻量化结构形式,通过合理设计反射镜支撑点数目和位置,使反射镜组件在重力工况下,镜面面形精度达到成像质量要求,即PV值不大于63.2 nm。     

基于多目标遗传算法的爬壁小车底板优化

为保证大型立式储油罐处于安全运行状态,需使用爬壁小车对其进行定期检查,而小车底板的自重将影响小车的吸附力及爬行高度.为实现小车底板轻量化设计,应用Solidworks建立了小车底板的多目标优化数学模型,基于多目标遗传算法对模型进行计算,求解出最优设计点,实现了爬壁小车模型的轻量化设计.     

基于碰撞安全的复合材料尾门设计

由于环保和节能的需要,汽车轻量化已经成为世界汽车发展的潮流。介绍了复合材料的优缺点,并将复合材料应用到汽车尾门,通过材料选型、结构设计以及碰撞安全的CAE仿真分析,设计出后部碰撞性能与传统钣金尾门性能相当的复合材料尾门,最终轻量化比例达到35.3%。     

轻质合金在汽车轻量化中的应用

为了降低空气污染,节省能源消耗,汽车轻量化已成为一种发展趋势。轻质合金的应用是实现汽车轻量化的有效途径,分别分析了铝合金、镁合金、钛合金3种轻质合金的特点与性能优势,阐述了轻质合金的发展与应用现状,总结了轻质合金在汽车轻量化应用中的现存问题,最后提出了我国汽车工业轻质合金的发展建议。     

爬壁机器人变密度拓扑优化吸附结构研究

针对目前爬壁机器人自身重量过重、机身结构过于复杂的问题,提出一种爬壁机器人吸附结构变密度拓扑优化法.通过对爬壁机器人吸附于壁面时影响较大的主要结构部件进行三维建模,引入变密度拓扑优化法对所选用的部件在Ansys Workbench软件中进行结构优化.根据机器人工作实际情况设置边界条件和载荷,合理去除爬壁机器人主体部件中对结构强度影响不大的区域.根据优化结果重建模型并和原始结构模型进行应力分析对比,从而实现对爬壁机器人主体结构的拓扑优化.将优化后的吸附面结构与优化前的吸附面结构在ANSYS中对比,在保证爬壁机器人底板强度一致的基础上达到轻量化的目的,有助于提高爬壁机器人的灵活性和运动控制能力.     

铝合金汽车轻量化与焊接技术探究

汽车轻量化能够有效降低汽车生产与维护中的能源消耗,当前国内外汽车制造产业中,常常通过大量应用高强度铝合金材料来实现汽车轻量化设计,与此对应的铝合金焊接技术上也应进一步发展与革新,成为汽车轻量化发展的重要技术推动力.因此,阐述汽车轻量化与铝合金焊接技术的材料特性和应用,探索相应的先进焊接技术,是实现汽车轻量化与铝合金焊接技术协调发展的有效途径.     

轻量化连接装备之自冲铆接设备

一、前言汽车轻量化技术作为汽车产品实现节能减排、增加新能源汽车续航里程的有效途径[1],越来越被汽车企业重视,在量产车型的使用中也越来越广泛。实现汽车轻量化技术的重要途径之一是在生产制造过程中采用先进的制造技术[2]。谈到先进的轻量化制造技术不得不重点介绍SPR(Self-piercing Rivet),在捷豹XFL、奥迪A8、特斯拉Model S、福特F-150、蔚来ES8、奇瑞EQ1(小蚂蚁)等车型的全铝车身上均使用了该技术。SPR源自英国Henrob(亨罗布)的译文名是“自冲铆接”,这个名称在国内被广泛使用,有的国内供应商也称它为“锁铆铆接”、“自穿刺铆接”。