基于增材制造的汽车尾门设计与专用装备研发

为了实现汽车尾门的轻量化,提出基于增材制造的复合材料尾门设计的方法。在汽车的轻量化设计中,复合材料扮演着越来越重要的角色。3D打印可以实现复杂轻量化结构,但是存在某些性能达不到要求、成本高等问题。提出基于3D打印的钢骨架加复合材料的尾门设计方法,在满足尾门刚度、强度等力学性能的基础上实现比原有结构轻42%的结果。为了满足尾门的批量制造成本要求,研发出了专用装备。     

复合材料尾门设计应用趋势研究

汽车复合材料尾门的研究已然成为各大汽车制造商车身部件轻量化、模块化的重要方向。梳理了复合材料尾门技术发展的历史,详细比较了几种典型复合材料尾门技术的优缺点。通过对现有量产车型复合材料尾门的调研分析,总结出复合材料尾门的设计要点以及未来发展趋势,为中国自主品牌汽车开发复合材料尾门提供参考。     

长玻纤增强材料在汽车塑料尾门中的应用

对汽车尾门采用的新型长玻纤增强聚丙烯热塑性复合材料(PP-LGF材料)的轻量化技术进行介绍和分析。说明PPLGF材料在满足塑料尾门性能要求的同时,降低汽车尾门的质量,给造型提供了更多的自由度,有着非常广阔的应用前景。     

尺寸偏差控制技术在汽车塑料尾门中应用研究

近年来轻量化技术已成为汽车节能减排的关键技术之一,而塑料尾门的开发运用则是汽车轻量化设计的新趋势。目前将重点研究尺寸偏差控制技术在塑料尾门设计与制造中的应用。尺寸偏差控制技术主要分为前期设计阶段的尺寸偏差设计和后期工业化阶段的尺寸偏差调试。具体通过尺寸偏差控制技术在某车型塑料尾门开发中的运用实例,说明尺寸偏差控制技术的运用有助于塑料尾门的设计与制造。     

基于稳健性多目标优化的微客尾门轻量化设计

针对微客尾门结构的轻量化设计问题,提出了一种基于稳健性多目标优化的尾门轻量化设计方法。首先通过灵敏度分析方法筛选出了对尾门性能贡献量较大的尾门零件厚度作为设计变量,并建立了尾门各个工况响应的近似模型,其次以尾门扭转刚度、下垂刚度、尾门前三阶模态频率和抗凹分析点为约束条件,以尾门质量最小和第一阶模态频率最大和弯曲刚度位移量最小为目标,利用NSGA-Ⅱ算法对尾门进行了多目标优化,通过蒙特卡洛模拟技术对尾门进行了6σ质量水平和可靠度分析,并进行了6σ稳健性多目标优化。最终结果表明:优化设计后尾门结构在满足各性能要求的情况下实现了轻量化,质量减轻了2.28 kg,且弯曲刚度和第一阶模态得到提高;同时尾门结构各工况性能的稳健性也得到改善,达到6σ质量水平。     

轻量化技术和材料在汽车工程中的应用

汽车轻量化技术是实现汽车节能减排、提高性能的关键技术之一。文中从轻量化设计、轻量化材料和轻量化工艺3个方面介绍了汽车结构轻量化技术的主要内容和实现方法,重点对高强度钢、铝合金、镁合金、碳纤维复合材料进行了介绍。     

复合材料在汽车轻量化设计中的应用

使用复合材料对汽车进行轻量化设计是近年来发展较为迅速的汽车轻量化技术之一。通过了解现有的复合材料及其所选用的成型工艺在汽车上的部分应用,能得知各成型工艺生产的复合材料具有的性能。在后期的开发中,使用有限元仿真技术,测试各成型工艺所生产复合材料在汽车其它部件的使用,推动其在汽车轻量中设计中得到更为广泛的运用。     

全塑汽车尾门材料的研究进展

全塑尾门作为一项新兴的轻量化技术方案,因其优异的轻量化效果而受到各大主机厂的青睐。介绍了全塑汽车尾门的应用现状,分别论述了尾门内板和外板材料的选材方案和研究进展。尾门内板材料在选材时需要考虑尾门整体的刚度目标和其他零件的安装需求,主要采用长玻纤增强聚丙烯材料。全塑尾门外板需要选择与内板线性膨胀系数接近的材料,可以提高尾门的尺寸稳定性,以免出现变形导致外观缺陷,低线性膨胀系数改性聚丙烯材料适用于生产尾门外板。     

高强钢在车身上的应用及焊接

汽车车身约占汽车总质量的25%～30%,空载情况下,约70%的油耗用在车身重量上,因此车身的轻量化对减轻汽车自重,提高整车燃料经济性至关重要。汽车的轻量化并不是盲目地减重,在降低汽车重量的同时还必须要保证汽车的碰撞安全性能。追求燃油经济性与碰撞安全性的平衡,是车身开发中的最重要控制点之一。     

汽车车头骨架的数字化设计与分析

随着汽车保有量的增长,交通事故带来的损失日益剧增,研究汽车的碰撞安全性能,成为各国汽车行业研究的重要课题。车头骨架是汽车的基体和主要承载部件,因此其结构性能的好坏直接关系到车身的寿命和整车性能。应用计算机仿真技术对某车头骨架的前碰撞区吸能部件进行了碰撞仿真和改进研究。提出改进意见,不仅使结构能够满足强度和刚度要求,而且还可以实现质量的轻量化。实验数据表明:汽车碰撞仿真设计是确保设计车辆具有良好碰撞性能的一种重要的方法和手段。     

电动车复合材料电池盒轻量化设计方法

为了减小电动汽车车体的质量，分析了电动汽车电池盒的承载特点，基于刚度等效的设计方法，采用复合材料替代金属材料。应用复合材料的叠层结构力学理论对电池盒体进行叠层结构构建，建立了力学方程和优化方程，确定了复合材料电池盒的结构参数。为了验证轻量化效果，运用理论解析和有限元数值分析相结合的方法，对比了金属材料和复合材料的刚度和形变，研究结果表明：采用复合材料利用刚度等效设计法是对电动汽车零部件进行轻量化设计的有效途径，也可为汽车板型零件承载结构的轻量化设计提供借鉴。     

Adhesive interface-peeling properties of tapered double cantilever beam bonded with dissimilar material under in-plane and out-of-plane shear conditions

In this study, the lightweight composite materials of carbon fiber-reinforced plastic, aluminum and aluminum foam were applied as three different bonding m     

汽车电动尾门系统布置与校核

介绍了汽车电动尾门系统的组成及工作原理,利用力矩平衡原理分析电动尾门系统的受力情况。重点分析了电动尾门系统在设计阶段的布置点、操作力、安装力、安装空间、悬停区域、开闭性能等参数的校核,并结合工程实际,给出相关参数的设计校核经验值,从而有效地减少设计及布置时间,提高工作效率,为电动尾门系统的开发和优化提供参考。     

碰撞条件下的保险杠系统轻量化研究

前保险杠系统的轻量化可以减小能源消耗,降低成本,但须满足相关碰撞安全标准.在有限元软件HyperMesh中构建前保险杠系统模型,进行低速正面碰撞仿真验证模型的可靠性.定义变量、确定优化目标和约束条件后,创建Kriging代理模型,验证模型正确性.通过NSGA-II算法对代理模型优化求解,选取最优解,并根据仿真结果对最优...     

考虑振动特性的钢铝复合车架多学科优化

以国内某款纯电动轻卡车架为研究对象,利用正交试验法开展零件材料对车架性能的显著性分析,确定高强铝合金板材替换方案,以获得钢铝复合车架。针对钢铝复合车架与驾驶室发生共振等问题,采用考虑静态刚度和动态频率的多学科优化模型,进一步对钢铝复合车架进行多厚度匹配设计优化。结果表明,轻量化车架在保证性能的前提下,第4阶频率提高1.5 Hz,避开了危险频率范围;车架总质量减小13.5 kg,减重幅度为7.2%。     

钢铝一体化车身框架结构关键技术及最新进展

综述应用钢铝一体化车身框架结构实现车身轻量化的最新进展及关键技术难点。在传统的车身骨架钢制结构中,有些构件或组件用铝合金代替,且通过优化设计和性能模拟方法确定钢铝的比例和以铝代钢的部位,可实现车身轻量化和高强度。但铝和钢可焊接性差、存在电化学腐蚀等问题,成为结构设计的难点。同时必须保证车辆发生碰撞时,车身结构的指定部位能够吸能碰撞能量。因此关键技术涉及钢铝连接技术、电化学腐蚀、碰撞安全、新的成型工艺技术、拓扑结构优化。     

轻质复合材料天线辐射梁单元研究

为解决传统钢制大型天线辐射梁单元重量大、重复安装精度差、易腐蚀等问题,采用钢制球形接头与碳纤维复合材料管材胶接组合的方式,对复合材料管材和胶接接头进行了合理设计,成功制造出某大型天线轻质复合材料辐射梁单元。对此辐射梁单元进行了有限元分析与实测研究,能够很好地满足天线使用要求。结果表明：与传统的钢制辐射梁单元相比,复合材料天线辐射梁单元减重50％左右,辐射梁刚度好、强度大,安装一致性好、精度高,特别适合重复安装的大型天线。     

Fuzzy-Logic Based Knowledge Representation for Water Jet Cutting of Light-Weight Composites

The process of water jet cutting has advantages over laser beam cutting, especially in the case of temperature-sensitive materials. Together with the foam and cellulose material processing, the processing of composite materials of lightweight structures is becoming more and more important. In order to meet given requirements, these sandwich constructions can have various types of cover layers (defined by e.g., sheet thickness and material) and consist of core materials (differing e.g., in geometry or in structure).

Unlike simple sheets, multilayer structures have greater influence on the cutting result. When the process is planned, the CAD/CAM-systems must take all sheets of the composite material into account in order to avoid manufacturing problems. Due to the great variety of composite materials and desired contours, the necessary knowledge or experience must be efficiently represented. There is no universal system model for all these variations. This paper suggests a fuzzy-logic theory to build up a knowledge base for the water jet cutting of composite materials. The knowledge contained within the fuzzy-logic base proves to be efficient, due to the relatively high speed at which it can be acquired and due to the possibility to apply it to different structures. Development and structure of the necessary linguistic rule base are presented using sinusoidal composite material made of aluminium as an example. The expert system optimized according to the given design parameters determines the optimal cutting speed for the desired cutting contour.     

汽车车身轻量化材料的应用及发展

车身轻量化在汽车轻量化中起着非常重要的作用,采用轻质材料是当前车身轻量化的主要途径。分析了几种轻量化材料的特点,针对车身结构特点及性能要求,综述了轻量化材料在国内外汽车车身中的应用及其发展趋势。