汽车EVI技术进展

摘要:阐述了EVI的概念、目的及意义,综述了热成形钢、淬火分配(Quenching and Partitioning,QP)钢及DH 钢冷成形钢、和新能源汽车专用的高强度钢硅钢新材料方面的进展,以及可实现高精度碰撞模拟的材料断裂卡片和实现剪切边缘冲压模拟的材料成形卡片的开发进展,论述了在新材料开发和精准成形及碰撞模拟的基础上的乘用车车身正向选材,实现EVI的核心目标之一“合适的材料用在合适的地方”。探讨了热成形门环、一体化铝合金下车体、商用车热成形上装及车轮最新制造工艺技术。分析了“双碳”和“抗氢脆”两个共性需求,并提出了低碳排放汽车钢及铝合金零件的实施路径,以及抗氢脆热成形钢和冷成形钢的实现路径。对原材料企业和零部件企业当前和未来基于EVI技术和服务方向提出了建议。

汽车盘式制动器疲劳失效与结构优化研究综述

摘要: 基于汽车盘式制动器温升引起的制动效能衰退、热疲劳开裂问题,综述了温度场分析、疲劳寿命分析、散热结构优化等方面的研究进展;分析制动器的温度场特性,揭示制动盘热疲劳失效机理,对比制动器散热方式,总结摩擦副结构优化方法。制动器温升受行车工况的影响,制动盘最高温集中在摩擦副滑出区域,温度场与应力场强耦合,热应力诱发热疲劳,宏观表现为裂纹,微观缺陷诱发其扩展。散热途径以空气对流为主,强制散热需匹配最优工作温度。优化摩擦衬片与制动盘尺寸、改善通风结构可显著降低温升、延长使用寿命。

钢铝混合自冲铆接头高效数值仿真及应用研究

摘要:为实现钢铝混合自冲铆接头力学响应与碰撞失效的精准高效预测,支撑钢铝混合车身轻量化与耐撞性设计,采用自适应网格技术建立高强钢与铸铝自冲铆成形仿真模型,分析工艺参数对接头成形质量的影响规律;通过残余应力应变场映射构建含工艺历史的精细化实体模型,结合力学试验揭示接头失效机理;开发并标定自冲铆接(SPR)高效数值仿真模型,应用于整车小偏置碰撞工况分析。结果表明,成形仿真截面特征尺寸误差不超过 10%,考虑工艺历史的模型峰值载荷预测误差低于 6%,SPR高效模型峰值载荷误差低于 2%,整车仿真可准确复现接头失效与结构变形行为。

挤压铝型材各向异性断裂模型开发与整车碰撞应用

摘要:针对高强挤压铝合金在车身防撞结构中呈现的显著各向异性及复杂失效问题,系统研究了传统Barlat89 准则与基于双重线性张量映射的Yld2000-2d 准则在碰撞仿真中的预测精度。基于实际部件开展了涵盖多应力状态(纯剪、拉剪、缺口及穿孔等)的静、动态力学试验,获取了6082-T6 铝型材的全场局部应变演化响应与断裂极限。针对实测误差及双轴拉伸数据缺失导致的直接标定难题,提出了一种基于数字图像相关法(DIC)与多工况全局寻优的逆向反演方案,实现了高效标定各向异性参数与修正莫尔-库仑准则(MMC)耦合广义增量应力状态相关损伤模型(GISSMO)损伤边界。验证结果表明,Yld2000-2d 准则精准映射了材料在复杂加载路径下的各向异性响应;在防撞梁落锤冲击与整车低速碰撞工况中,该模型准确复现了宏观撕裂形貌,并将关键侵入量的预测误差由16.1%(Barlat89准则)大幅收敛至3.9%。

乘用车全铝车架结构性能开发与轻量化设计

摘要: 为提高某车型全铝车架的碰撞性能与轻量化水平,基于多学科性能目标,采用功能导向与材料匹配的设计策略,分区域开发实现性能与轻量化之间的平衡。结构设计阶段采用基于变密度法的拓扑优化方式,覆盖吸能件和铸件关键区域,解决性能冲突及最优架构设计难题。轻量化设计阶段采用基于参数化模型的料厚优化方法,实现各区域材料厚度的最优分布。在满足强度、耐久性、噪声、振动与声振粗糙度(NVH)性能及碰撞安全性能要求的前提下,全铝车架质量减轻16.7%,质量占整车质量比例为7.5%,经系列试验验证,各项性能均满足开发目标要求。

大丝束碳纤维复合材料汽车顶盖设计与分析

摘要:为实现某款钣金材料汽车顶盖的轻量化,提出了一种采用低成本大丝束碳纤维复合材料的模压顶盖设计方案。基于顶盖的性能需求,进行了顶盖材料选型、成形方案设计、铺层定义,分别建立了大丝束碳纤维复合材料和钣金材料的顶盖有限元模型,分析了顶盖在雪压和抗凹两种工况下的性能。

轻量化多材料连接中自冲铆接复合工艺研究进展

摘要:自冲铆接作为一种重要的冷连接技术,适用于多种材料连接,其工艺过程环保,操作简单高效,兼具较高的动静态强度,因此在轻量化材料连接中得到广泛应用。为了进一步提升连接质量和优化结构性能,自冲铆接与其他工艺结合形成的复合工艺成为研究热点,复合工艺成功克服了自冲铆接在连接低延展材料时出现的开裂问题,以及在连接铆钉高强度材料时遇到的镦粗难题,实现了连接效果的极大改善。本文综述了自冲铆接复合工艺的研究进展,重点介绍了摩擦自冲铆接、自冲胶铆、电磁自冲铆接、热自冲铆接以及其他复合工艺。通过分析每种工艺的工艺过程、优缺点及接头质量影响因素,探讨了自冲铆接复合工艺的发展趋势和应用前景。为车身轻量化连接技术路线决策提供了科学依据。

新能源汽车电池盖一体化压铸模具设计

摘要:新能源汽车电池盖作为超大型一体化压铸件,尺寸大,壁薄,深腔区域多,铸造工艺要求高。采用成熟方案和经验公式设计流道布局。结合压铸工艺参数,基于多次迭代进行模流分析,借助抽真空方案,达到最佳填充效果,铸件气孔率从3%~5%降至0.5%,抗拉强度提升15%~20%。采用模具加热冷却结构布置方案,借助CAE仿真温度分布,集成水温机、油温机和点冷机交互控制,利用红外线成像技术实时监控,最大程度实现模具热平衡。根据X射线探伤和多组铸件测试结果显示,产品内部缺陷检测合格率达到98%。

汽车覆盖件模具轻量化研究与应用

摘要:汽车覆盖件由于造型差异明显,导致冲模无法实现不同车型之间的共用,其模具投资成本高,通过介绍覆盖件模具投资成本计算公式及其组成因素,引出模具降本需从设计和制造环节进行轻量化研究,在模具设计环节,通过零件工艺布置和结构设计实现轻量化,可以减少模具数量和降低单副模具质量,进而降低模具整体质量;在模具制造环节,通过材料选择、加工装配和研合调试实现轻量化,能降低模具单价。通过实际项目验证,模具数量和设计质量相比以往均有明显改善。

汽车白车身全过程材料利用率提升方法的研究

摘要:以历史车型开发中冲压件材料利用率提升过程为基础,逐步探讨了车型开发各阶段材料利用率提升的方法,包括造型阶段、车身设计阶段、工艺设计阶段、模具制造调试阶段的材料利用率提升。旨在通过车型开发全过程材料利用率提升方法的实施,使整车的材料利用率达到更高水平,以降低整车成本。