基于低幅锻炼载荷的累积强化效果模型

根据汽车结构件在车辆运行过程中的受载特点,以汽车传动轴为对象,研究其在低幅锻炼载荷作用下的强度演变规律。通过对汽车传动轴光滑试样的低载强化效果试验,确定传动轴材料40Cr的低载强化应力区间,重点分析锻炼载荷幅值和加载次数对结构件剩余疲劳强度的影响,结果表明结构强度在一定条件下存在最佳的强化效果;并通过试验数据的正交分析与处理,拟合出强化或损伤效果与等效对称应力、加载次数的关系模型。进而以这一模型为基础,结合汽车传动轴工作的随机载荷谱,通过多级低幅载荷循环下强化和损伤强度的积分,建立传动轴在实际工作过程中的疲劳累积强化效果模型;并根据设计应力区间和最佳强化效果的应力区间的匹配,提出以低幅锻炼载荷的累积强化效果为目标的轻量化设计思路,为汽车结构件的轻量化设计提供理论基础。     

低幅载荷对汽车前轴疲劳寿命影响的试验研究

为了探讨基于载荷特性的汽车结构件轻量化设计理论与方法，采用汽车前轴实物物理试验的方法，比较系统地研究某汽车前轴在低幅交变载荷作用下结构疲劳寿命的变化趋势，发现在低于疲劳极限的低幅应力区内存在一个强化载荷区。用强化载荷区内的不同载荷对前轴进行预锻炼，前轴的疲劳寿命有不同程度的提高。既使在高低载荷交替作用的条件下，低载强化效果依然存在。结构的寿命由强度衰减速率和强度提高速率共同决定，而不是仅由损伤决定。     

基于强度变化特征的汽车结构件轻量化设计方法

;提出一种获得结构有限寿命的轻量化设计方法.该方法以结构强度变化特性为基础,以结构强度试验结果为依据,动态强度方程为指导,结构临界载荷为目标,提高设计应力为核心,借助有限元分析实现汽车结构件减重设计.应用此方法对某国产载货车前桥进行减重设计,通过设计该前桥的危险断面,减小前桥的横断面尺寸,降低该前桥的临界载荷,使试验应力提高到能对前桥结构造成强化锻炼的区域.台架疲劳试验表明,虽然每台减轻质量5.5 kg,减重后的前桥仍能达到相关标准要求.这种方法比目前广为采用的以有限元分析和许用应力为基础的无限寿命轻量化设计方法更能充分发挥材料的强度潜力,因而可以在更深层次上实现结构的轻量化.基于强度变化特征的汽车结构轻量化对目前世界上日益强调的汽车轻量化具有重要的学术价值和指导意义.对基于强度变化特征的汽车结构件轻量化设计方法进一步改进和完善后,在其他工程领域也将具有重要的应用和参考价值.     

汽车前轴低载强化三维曲面方程

通过对不同等级低幅载荷对某汽车前轴疲劳强度影响的试验研究，证实一定范围内的低幅载荷对结构件的强化效果确实存在，并且是比较显著的，在物理试验结果的基础上，通过数值试验和正交多项式回归的方法，得到该前轴在低幅交变载荷作用下的三维强化曲面方程，这为正确评估该前轴使用中的强度变化规律提供了理论和技术依据，为建立基于使用载荷和结构疲劳强度特征的结构轻量化设计理论与方法进行了有益的探索。     

基于低幅载荷累积强化效果的传动轴轻量化设计

汽车传动轴结构的常规设计有较大的结构强度过剩,根据传动轴在车辆运行过程中的受载特点和结构强度的演变规律,通过适当减小结构尺寸,合理提高使用应力,使其具有较低的初始设计强度,在使用过程中经受载荷的不断强化,强度潜力得到充分发挥。在结构优化过程中,以最佳累积强化效果为目标,根据设计应力分布区间与结构低载强化特性区间的对应关系来获取结构尺寸参数。最后通过传动轴零件的建模与仿真分析,验证了结构轻量化设计的有效性。     

疲劳载荷下强度衰减的数学模型

提出评价结构强度衰减过程的经验模型——强度衰减模型。该模型提供一种新的测定材料和结构应力（载荷）-寿命曲线的简易方法。经过三种材料和结构件的实验数据验证，此模型可以比较准确、快捷地预测材料的疲劳极限和结构的临界载荷，减少测定S-N曲线所需要的试验点数。强度衰减模型结合强度增长模型，可以为基于结构强度潜力充分发挥的轻量化设计提供技术指导和评价依据。完善并应用这一模型，可以有效提升我国机械产品的轻量化设计水平。     

某车型扭转梁安装支架轻量化方案对比分析

汽车轻量化设计是降低能耗、减少排放的最有效措施之一。对于汽车结构件在设计时需满足空间布置、强度刚度、疲劳寿命等要求外,重量越轻越好。扭转梁半独立悬架是汽车常用的悬架系统,其安装方式影响到整车结构布置和轻量化设计。本文通过对铸铁件、冲压钣金拼焊件、铸铝件3类扭转梁安装支架的轻量化方案分析研究,从性能、结构、材料、工艺和成本进行了对比分析,给出了对底盘悬架结构件轻量化和降本的方法和方向,以及对结构件轻量化的研究趋势进行了总结,为轻量化降本设计提供参考。     

双向应力下传动轴材料的低载强化特性研究

以某汽车传动轴为对象,试验研究双向应力状态和给定的热处理工艺条件下材料试样的低载强化特性与规律。研究结果表明,双向应力下该材料试样仍然具有明显强化效果;经过最佳强化载荷和强化次数强化后,材料的疲劳寿命可以提高120%,疲劳强度提高大约14%;与单向应力状态下的低载强化特性相比,虽然双向应力状态下具有强化作用的强化次数和强化载荷、最佳强化次数和强化载荷有明显下降,但强化效果没有明显下降;最后就应力状态对低载强化特性影响的原因进行分析。     

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。     

泡沫铝夹芯结构汽车顶板的研究

为了提高汽车的环保性、安全性,以某汽车顶板为设计原型,以轻量化为约束条件,设计泡沫铝夹芯结构汽车顶板。然后,利用Ansys软件对两种结构汽车顶板的静态性能和高空坠物、倾翻安全性做仿真分析。结果表明,泡沫铝夹芯结构汽车顶板与原型结构汽车顶板相比,其质量减轻了32.68%,静态载荷作用下的最大应力和最大位移均减少20%,高空坠物、倾翻试验中,最大应力分别减少5.92%和27.78%,最大位移分别减少35.91%和20.67%,表明泡沫铝夹芯结构汽车顶板不仅实现了汽车轻量化达到了节能减排的目的,而且提高了汽车的安全性。     

Significance of cyclic loading parameters on the flexural response of the GFRP composites

Automotive design calls for weight reduction, considering fuel consumption and vehicle dynamics as well. Application of composite materials for suspensions and other structural members is in that direction. Owing to their high specific strength and inherent structural damping qualities, composites can be an alternative to metallic materials, especially with the suspension-springs. Further, epoxy composites can resist environmental influences, facilitating easier maintenance. In this study, we assessed the flexure response of GFRP composite exposed to pre flexure cyclic loading. This was to simulate the loading environment of an automobile leaf spring. Experiments were conducted with Taguchi’s DOE using L9 orthogonal array with two factors and three levels. The test specimens were prepared by hand lay-up technique with four layers of (0/0/0/0, 0/30/60/0, 0/90/90/0 and 0/45/0/-45) orientation. Constant peak amplitude cyclic loading was imposed on the specimen by an eccentric disc in a radial drilling machine. The flexural modulus of the cyclic loaded specimen was obtained by three point bend test as per ASTM D790. Assessment of the test results by ANOVA, S/N ratio and regression analysis indicated that the flexural modulus of the pre flexural cyclic loaded composite is significantly influenced by the loading parameters (loading cycle and frequency), and the flexural modulus can be enhanced with reduced fiber orientation interactions within the lay-up at critical operating conditions. The damage pattern influenced by fibre orientation in the lay-up sequence is ascertained by SEM images.

     

PP类材料在汽车轻量化方案中的应用研究

针对目前国内汽车行业轻量化发展现状,对低密度PP材料的应用前景进行了评述,详细介绍了门板、立柱、门槛压条、保险杠、轮罩衬垫等零件用低密度PP实现轻量化的技术概况。阐述了通过选用合适的低密度PP材料可以减轻零部件质量,以及通过减薄设计可以降低零部件成本。     

板材充液拉深动态加载系统开发与应用

液室压力和压边力加载路径是充液拉深工艺中决定零件成形质量的关键工艺参数。针对传统被动加压方式加载路径单一,液室压力较低,不能满足复杂结构零件和高强度材料的成形要求,提出采用闭环控制技术实时调节液室压力和压边力的动态加载方式。设计可控压边和高压增压系统,并应用基于上、下位机的检测控制系统实时调节凸模速度、压边力和液室压力满足设定的工艺参数。在动态加载系统上进行异型结构不锈钢零件的充液拉深试验,动态加载路径下试验件一次整体成形,且表面质量好,贴模精度高。结果表明,充液拉深动态加载系统能够实现复杂加载轨迹和局部高压,适用于复杂结构和高强度材料零件的成形制造。     

变速器轻量化设计探索

近年来,随着能源危机的发生,汽车工业面临节能、减排的发展需要,而汽车的轻量化对汽车的节能、减排有十分重要的意义。变速器作为汽车动力总成的重要组成部分,其重量大约占了整车的5%。本文以手动变速器的设计为例,对变速器的齿轮、壳体、同步器、拨叉、轴承等设计的轻量化进行探讨,主要从材料、设计、制造等角度进行了分析对比,初步提出变速器轻量化设计的思路。     

一种电动汽车自动充换电系统的概念设计

电动汽车是汽车产业及整个动力技术领域的重要发展趋势,但在此领域内仍然存在电动汽车充换电时间长,充电站占地面积大、效率低等缺点,业内尚无较为成熟的解决方案。本文提出了一种电动汽车自动充换电系统的概念设计,创意的采用了多工位充换电装置及充换电流程。通过观察实验装置的充换电效果,其有效的解决了电动汽车充换电难题,但有待进一步开发利用。本设计主要包括电动小车系统、充换电站系统和模拟GPS导航系统,具备较好的实验模拟效果。     

新材料在汽车发动机上的应用探析

作为汽车重要组成部分的发动机 ,一直是人们研究的重点。汽车发动机性能的提高 ,在很大程度上依赖于材料的选用和加工工艺等因素。本文介绍了现代汽车发动机主要零部件新材料选用、结构设计及工艺现状 ,指出了未来汽车发动机新材料的发展趋势和应用前景     

安装架结构强度分析与疲劳损伤评估

为了保证安装架的结构刚强度以及各设备的可靠性,使其适应载机的过载、冲击、振动等环境条件,采用有限元方法对雷达安装架进行了结构强度分析和随机振动下的疲劳损伤评估.分析结果表明,安装架能够满足结构刚强度要求且不会发生疲劳破坏.同时,该研究结果可以为安装架的优化与减重设计提供重要的理论依据,其结构强度分析和疲劳损伤评估方法可以为今后类似的结构分析提供良好的借鉴与参考.     

EXPERIMENTAL STUDY ON ELASTIC－PLASTIC CONTROLLING DESIGN FOR BOX STEEL STRUCTURES

ＥＸＰＥＲＩＭＥＮＴＡＬＳＴＵＤＹＯＮＥＬＡＳＴＩＣ－ＰＬＡＳＴＩＣＣＯＮＴＲＯＬＬＩＮＧＤＥＳＩＧＮＦＯＲＢＯＸＳＴＥＥＬＳＴＲＵＣＴＵＲＥＳＥＸＰＥＲＩＭＥＮＴＡＬＳＴＵＤＹＯＮＥＬＡＳＴＩＣ－ＰＬＡＳＴＩＣＣＯＮＴＲＯＬＬＩＮＧＤＥＳＩＧＮＦＯ...     

客车概念设计阶段的车身结构优化设计分析

阐述了概念开发阶段客车车身结构优化分析的方法，结合客车的概念实例，采用简化的参数化有限元模型，进行了以降低车身骨架自重为目标的车身结构参数的优化分析，从而有助于在设计初期预测和完善整车性能，减少设计重复和缩短开发周期，为车身结构设计有关参数的选择提供明确的方向。     

密封条在汽车上的设计趋势

研究密封条在汽车上的应用,分别从密封条组成材料和设计的角度分析了将来汽车行业密封条的发展。结果表明,低成本、轻量化、高可靠性是将来密封条发展的趋势。