双曲扁壳覆盖件抗凹性的定量评估

对双曲扁壳覆盖件的抗凹性问题从试验和理论两个方面进行了研究。为了定量描述抗凹刚度,利用扁壳理论建立了基本刚度参数计算公式;应用几何非线性有限元法建立了大位移阶段双曲扁壳覆盖件横向载荷和凹陷位移的定量关系,与试验结果符合良好。并在此基础上提出了大位移抗凹刚度定量评估检验准则和局部凹痕抗力定量评估指标。上述定量评估指标和检验准则可用于预测和综合评价这类覆盖件的抗凹性,为汽车车身覆盖件的优化设计、合理选材和优化工艺提供理论指导。     

基于正面耐撞性仿真的轿车车身材料轻量化研究

以某轿车为研究对象,运用显式有限元理论,建立整车有限元模型,基于“汽车正面碰撞乘员保护设计规则(CMVDR294)”的耐撞安全性仿真,从满足整车正面耐撞安全性能的角度,分别采用高强钢和铝合金对车身主要覆盖件进行轻量化研究,使车身减质量分别达9.31 kg和53.10 kg,减质量效果达到11.30%和64.50%。对整车变形、整车与刚性墙的碰撞力、运动速度和加速度、主要零部件吸能等方面进行分析、评价,数值仿真验证了轻量化方案的可行性。     

基于ABAQUS的汽车覆盖件抗凹性分析

抗凹性是反映汽车外覆盖件使用性能的重要指标之一。本文对抗凹性的理论及评价体系进行了研究,同时基于ABAQUS软件对某中高级轿车用后门进行抗凹性数值模拟分析,得到了后门的加载应力、应变曲线,进而对后门的抗凹性做出评价,对后门设计有理论指导意义。     

基于高强钢与材料填充的白车身耐撞性轻量化设计

车身结构在碰撞中承担着变形吸能、传递碰撞力以及维持生存空间的作用,基于耐撞性前提下的白车身轻量化设计,有助于提高车辆动力性与燃油经济性,降低排放。将车身结构碰撞形式分解为轴向压溃与横向弯曲两种工况,通过研究不同等级高强钢板与不同类型材料填充组合结构在两种工况下的吸能与抗弯性能,得到针对安全部件与模块的优化结论。将这些结论应用于某量产SUV车身,仿真分析表明该方法不仅提升了车身耐撞性能,同时降低了白车身质量,实现了车身的耐撞性与轻量化设计。     

基于耐撞性的车身轻量化设计

耐撞性的分析一般都是以板厚尺寸为变量,文中增加了截面形状变量对车身耐撞性影响的研究。首先,分析某型车初始正面全宽耐撞性能并对比试验进行标定;其次,依据前舱结构的比吸能筛选变量并进行参数化和试验设计;最后,为了提高耐撞性优化的效率,通过拟合Kriging近似模型,采用多岛遗传算法进行优化。优化结果表明:通过优化车身关键结构的截面形状和板厚,使得B柱峰值加速度和主要吸能梁结构的质量分别改善了1.23%和15.51%。     

电动轿车车门多工况轻量化设计

针对某电动轿车的铝合金车门,建立了有限元模型,对车门进行了模态分析以及4种较恶劣工况下的刚度分析,提出了一种基于拓扑优化、尺寸优化及多工况同步优化的综合优化方法。以车门重量最小化为目标,建立了优化模型,并对车门结构进行了轻量化设计。结果表明:该方法能准确寻找车门结构性能的薄弱区域,优化后4种工况下车门刚度提高67%~73%,重量仅增加5%。     

客车侧围蒙皮的抗凹性分析

基于Abaqus软件对某款轻型客车的侧围蒙皮在外力作用下凹陷的过程进行了模拟仿真,对其抗凹性及影响因素进行了分析和评价,据此提出了相应的改进措施,提高了设计质量。     

基于ABAQUS的引擎盖抗凹刚度分析

抗凹性是反映汽车外板性能的重要指标之一。文章根据抗凹性理论,并基于ABAQUS软件,运用其隐式算法,考虑了材料、几何及边界的非线性,对某车型引擎盖进行抗凹性模拟分析。汽车引擎盖经常由于强度过低而导致质量问题。通过对引擎盖的抗凹性的分析及评价,为引擎盖的结构设计提供了总要的指导意义。     

基于热成形技术和耐撞性汽车B柱轻量化设计

B柱是汽车侧面碰撞重要的承载结构件,热成形技术作为先进的集工艺和材料于一体的技术,在汽车B柱上的应用越来越多。针对B柱进行热成形钢轻量化设计;根据高强钢减薄强度等效经典公式,从能量角度推导出新的强度等效公式,并根据工程应用对公式进行合理修正;基于修正后的强度等效公式,对汽车B柱原材料进行热成形钢替换设计,对零件的成形性和吸能特性进行对比分析,根据分析结果采用整车侧碰试验对轻量化效果进行验证,以验证方案的可行性。结果可知：根据强度等效原则,并补充了安全系数因子,考虑替换前后钢材料在材料参数因素、残余应力、尺寸偏差和屈强比因素的影响,修正了车身零件的材料强度等效减薄公式;对1500HS材料进行厚度设计,实现零件的材料-工艺-性能的最佳匹配,保证成形性和安全性的前提下,实现材料厚度由2.2mm降低到1.6mm,重量由原来的4.5kg降至3.2kg,轻量化减重达27.3%;基于C-NACP侧面碰撞分析工况,进行仿真和试验测试,结果表明优化前后均可以满足五星标准限值要求;同时试验与仿真误差4%以内,表明分析结果的可靠性。     

Lightweight Design of Automobile Drive Shaft Based on the Characteristics of Low Amplitude Load Strengthening

There are two kinds of internationally recognized approaches in terms of lightweight design.One is based on fatigue accumulated damage theory to achieve better reliability by optimal structural design;another is to use high performance lightweight materials.The former method takes very few considerations on the structural strengthening effects caused by the massive small loads in service.In order to ensure safety,the design is usually conservative,but the strength potential of the component is not fully exerted.In the latter method,cost is the biggest obstacle to lightweight materials in automotive applications.For the purpose of light weighting design on a fuel cell vehicle,the new design method is applied on drive shafts.The method is based on the low amplitude load strengthening characteristics of the material,and allows the stress,corresponding to test load,to enter into the strengthened range of the material.Under this condition,the light weighting design should assure that the reliability of the shaft is not impaired,even maximizes the strength potential of machine part in order to achieve the weight reduction and eventually to reduce the cost.At last,the feasibility of the design is verified by means of strength analysis and modal analysis based on the CAD model of light weighted shaft.The design applies to the load case of half shaft in independent axle,also provides technological reference for the structural lightweight design of vehicles and other machineries.     

应用正交试验法汽车B柱轻量化设计分析

B柱是车身重要的承载结构件,对侧面碰撞安全具有重要影响,同时B柱也是轻量化设计的重要单元.根据B柱的结构特点和在车辆侧面碰撞中的结构形态,搭建B柱侧面碰撞仿真分析模型;根据分析结果和零件的可制造性分析,基于正交试验法对B柱的材料和厚度进行设计,并根据乘员的相对位置对激光拼焊的焊缝进行设计;根据侧面碰撞的侵入量和侵入速度...     

基于区间分隔的卡车车架轻量化设计

采用拓扑优化方法进行轻量化设计时,若模型较大,则直接拓扑计算的结果会比较混乱,针对此问题,提出一种基于区间分隔的车架轻量化设计方法。先根据使用要求把拓扑区间分隔成几个小的区域以使计算结果更加清晰;然后采用基于拓扑计算的高强度螺栓优化布置方法以bar单元模拟螺栓并计算其相对密度;最后,根据计算结果准确地确定零件中高强度螺栓的位置。在对某型卡车车架结构进行轻量化设计的过程中,始终以保证其刚度和强度等性能满足典型工况的使用要求为前提,同时根据设计目标的不同不断调整、细化设计变量与约束条件,再综合使用拓扑优化和尺寸优化法求解。结果显示,该车架优化设计后总质量减小了60.4kg,减重率超过10%。     

基于衍生式设计的汽车线束支架轻量化建模

汽车轻量化技术能有效降低能耗、减少排放和提升安全性。文中以汽车线束支架建模为例,使用空间尺寸参数对汽车线束支架进行轻量化建模后,在确定设计结构、载荷工况和制造方法的基础上,针对两种不同塑料材料,利用先进的脱胎于迭代式算法的衍生式设计得到轻量化设计结果。衍生式设计的结果在满足力学性能和安全系数范围的同时,质量大大减轻,分别减轻了71.57%和74.38%,表明在设计流程中加入衍生式设计可以实现汽车零件的轻量化创新设计,对现代汽车的轻量化设计具有启迪作用。     

基于灵敏度分析的节能赛车车架轻量化设计

在ANSYS软件中建立节能赛车车架的参数化有限元模型,进行弯曲工况的分析,得到车架的最大变形量,并以最大变形量为目标函数对车架进行刚度灵敏度分析,找出灵敏度系数高的设计参数作为优化设计分析的设计变量.在保证刚度和强度的条件下以车架体积作为目标变量进行优化设计分析,通过优化设计分析的结果,选择最合适的铝合金管材截面尺寸,从而实现车架轻量化的目标.     

铝合金汽车轻量化及其焊接技术

目前,汽车轻量化已成为汽车制造的主要研究方向.铝合金特性密度小、耐腐蚀,使得铝合金在汽车轻量化研究中得到了应用.铝合金汽车制造时,不同焊接技术对于汽车的稳定性也有所影响.在铝合金材料选择时,不同的铝合金材料对于提高汽车安全性,降低减排,减轻重量等都有不同的体现.     

基于CAE技术的汽车零部件轻量化设计

汽车行业要保证可持续发展,就要应用节能减排措施,提高汽车运行的稳定性与环保性,以此来确保我国的生态环境能够得到有效保障。而CAE技术是信息技术的产物,能够有效满足汽车行业在节能减排方面的需求,通过对汽车的零部件开展轻量化处理,既能够有效降低企业的经济成本,又能够降低车辆油耗,缓解环境所面临的污染压力。正因如此,本文以CAE技术为基础,对如何开展汽车零部件轻量化设计的内容与措施进行相应的论述与分析。     

基于耐撞性拓扑优化的汽车关键安全件设计

将耐撞性拓扑优化方法应用到车辆实际开发过程中,阐述了基于LS-DYNA显式有限元算法的耐撞性拓扑优化方法,并给出其迭代求解的数学模型。结合该方法,对某车辆的门槛梁进行40%偏置碰撞和侧面碰撞的并行拓扑优化,根据优化结果的材料分布情况进行了工程诠释。在整车碰撞有限元模型中对工程诠释结果进行了验证,结果表明：耐撞性拓扑优化方法行之有效,且拓扑优化结果使得车辆的碰撞性能有一定的提高。     

基于高强度钢选型及成本控制的车顶结构耐撞性优化设计

针对高强度钢在车身结构设计中的应用成本与效率问题,提出一种车顶结构耐撞性设计方法,并对某车型进行优化设计。首先进行全局灵敏度分析,筛选出影响车顶强度的主要承载部件;然后将高强度钢的选型作为离散设计变量,厚度作为连续设计变量,同时对材料成本和总质量进行约束,建立车顶结构耐撞性优化的数学模型;最后,采用移动最小二乘法构造近似模型,结合遗传算法对主要承载部件进行优化设计。结果表明：在部件总质量和材料成本的控制下,车顶承载能力提高18.53%。该方法为高强度钢在车顶结构耐撞性优化设计中的应用提供了一种选型参考。     

基于灵敏度仿真的重卡牵引车车架轻量化设计

随着社会对载货卡车需求的增大,在保持卡车原有性能的基础上,减轻卡车的自重,降低油耗成为重卡面临的一大课题。论文基于对重卡牵引车车架的灵敏度分析,对该车架进行轻量化设计,减轻了车架4.8%的重量。对轻量化后的车架进行有限元校核分析,车架的一阶弯曲模态有较大的提高,刚度性能基本不变。说明该方法符合工程实际情况,具有较好的工程使用价值。