汽车领域纤维复合材料构件轻量化设计与工艺研究进展

摘要:纤维复合材料由增强纤维与基体材料复合而成,具有强度高、密度小、耐腐蚀性好、可设计性强的优点,在汽车领域得到了广泛应用。随着汽车领域向低成本、高效率、自动化不断发展,复合材料构件成型制备面临更高的轻量化要求。从材料、结构、工艺三个方面综述汽车领域纤维复合材料构件轻量化研究进展,介绍连续纤维复合材料零部件的发展和应用,重点给出汽车领域纤维复合材料轻量化结构设计与加工工艺,对纤维复合材料发展的机遇和挑战进行展望。在节能减排的背景下,纤维复合材料在汽车轻量化设计中将有更广泛的应用。同时,如何降低复合材料制品成本也将成为新的挑战。

新能源汽车驱动电机用无取向硅钢应用现状和性能调控研究进展

摘要:汽车和钢铁是我国的支柱产业。新能源汽车可以缓解汽车对化石燃料的依赖,降低温室气体排放量,减少环境污染,具有广阔的应用前景。驱动电机是新能源汽车的动力中心,铁芯是驱动电机实现能量转换的关键部件。无取向硅钢是目前性价比最高、商业化应用最普遍的铁芯材料。开发高频下低铁损、高磁感、高强度的驱动电机用无取向硅钢,是实现新能源汽车产业高质量发展的前提。高品质无取向硅钢可以提升新能源汽车驱动电机能量转换效率、输出功率,延长其使用寿命,并降低材料成本,因而倍受行业关注。本论文从满足铁芯加工装配、保证能量转换效率、降低制备和使用成本、适应电机工作环境变化四个方面归纳出新能源汽车驱动电机对无取向硅钢性能的特殊要求; 评价了国内外驱动电机用无取向硅钢主要生产企业的技术开发现状和不同规格产品的铁损、磁感、强度指标; 综述了国内外通过优化合金成分体系设计、组织结构调控、制备工艺及产品规格来提高新能源汽车驱动电机用无取向硅钢性能和产品性能评价方面的研究进展; 分析了目前驱动电机用无取向硅钢制备和使用过程中存在的问题; 指出了未来新能源汽车驱动电机用无取向硅钢的发展趋势,以期为我国新能源汽车驱动电机用高强度无取向硅钢的研发和低成本制造提供参考。

汽车铝合金仪表板横梁研究

摘要:随着新能源汽车的发展,对于整车的轻量化需求越来越高。作为内饰零部件系统中重量绝对值较高的仪表板横梁,成为减重的重点目标。现对钢制仪表板横梁采用轻型铝制材料进行替换设计,达到大幅降低重量的目的。首先根据铝的制造工艺的特点,分别重新设计横梁零件,规划连接工艺;然后建立有限元分析模型,分别针对仪表板横梁子系统性能和整车安全性能进行评估;最后进行成型可行性分析。结果表明:铝合金仪表板横梁替代设计能满足仪表板横梁轻量化、性能、制造要求。

浅谈汽车滑移门铰链设计

摘要:滑移门铰链是保证滑移门开启与关闭的重要载体,为满足其性能要求,同时提升滑移门的舒适性和平顺性,对标竞品车型进行设计。首先对滑移门运动轨迹、铰链旋转中心进行初步布置;再运用ADAMS 仿真软件进行动力学分析;同时,模拟铰链滚轮的受力情况和耐久性,完善铰链结构数据。然后使用CATIA 中的DMU 模块将滑移门与车身通过铰链和导轨的相对运动连接起来,分析校核滑移门及附件与车身的间距。最后建立计算机辅助工程(CAE)几何模型和物理模型,结合HyperMesh和Abaqus对滑移门铰链受力情况进行仿真分析,识别铰链结构中的薄弱点,从而有针对性地进行结构优化改进,为相关研究者提供指导。

18000r/min超高转速轻量化新能源汽车电机轴开发

摘要:随着新能源汽车电机转速的不断提升,电机轴面临更加苛刻的刚强度、耐久性和抗过挠要求。通过合理选材,并辅之以轻量化设计、磁环境优化、工艺匹配等方法,成功开发出满足18 000 r/min 服役要求的电机轴。新电机轴在质量减少25.5%时,其自由模态频率、扭转强度、扭转疲劳寿命、台架试验过程中的噪声和温升等性能指标均不低于原低转速电机轴。通过对材料成分及工艺的优化以增强基体的强韧性有利于提升电机轴的抗扭及抗疲劳性能。通过轻量化结构设计和反向辅助磁场设计,可降低电机轴在高速旋转过程中承受的单边磁拉力、离心力、系统重力等,也有利于提升电机轴的抗挠能力,进而提升电机的耐久性和车辆的舒适性。

新能源全铝客车制造技术浅析

摘要:浅析新能源全铝客车生产制造技术。以客车轻量化为目标,从结构设计、材料选择、生产工艺、质量控制四方面论述现今客车轻量化领域的工艺技术水平。

汽车车身用铝合金板材的研究现状

摘要:可用于汽车车身的铝合金板材主要包括 2000系、5000系和 6000系合金。从汽车车身用铝合金板微合金化及热处理、车身用铝合金板的先进成形技术和车身用铝合金板的有限元研究 3个方面介绍了汽车车身板用铝合金的研究现状。

某新能源汽车复合材料电池包轻量化设计

摘要:电池包是电动汽车的动力源,其中下箱体及模组安装板是电池包的主要承载部件,采用碳纤维复合材料代替原不锈钢材料对下箱体及模组安装板进行轻量化设计。上箱体兼顾到制造成本问题,使用原不锈钢材料。结果表明,采用碳纤维复合材料的电池包在满足力学性能的同时,相比于原不锈钢材料,电池包重量指标得到了较大的改善。

热处理节能钢铁材料及在汽车制造业的应用

摘要:热处理是汽车零件制造中耗能高的工序,在大中型汽车企业中,热处理电耗占企业用电总量的1/4以上,约占热处理生产成本的30%~40%。为了降低热处理生产成本,除了通过改进热处理工艺缩短生产周期外,积极采用热处理节能钢铁材料,也可以获得明显的经济效益。

基于VRB/OW-GFRP混合结构的CTB电池包上盖总成轻量化设计研究

摘要:电池车身一体化(CTB)是提升电动汽车续航里程的关键技术。利用胶接工艺将变厚度(VRB)结构与正交编织玻璃纤维增强复合材料(OW-GFRP)粘接形成的VRB/OW-GFRP混合结构,是降低CTB电池包质量的创新结构,有助于进一步提升电动汽车的续航里程。以某款电动汽车为研究对象,设计了一种CTB电池车身一体化结构,实现了电池包上盖与车身地板的集成融合。分别采用VRB结构、UT/OW-GFRP及VRB/OW-GFRP混合结构替代等厚度(UT)CTB电池包上盖总成,并基于多阶段优化方法开展了3种类型CTB电池包上盖总成的轻量化设计。结果表明,在满足CTB电池包刚度性能前提下,VRB结构相比UT结构实现减质量6. 4%;基于VRB/OW-GFRP混合结构的CTB电池包上盖总成轻量化效果约为金属结构的3倍,VRB/OW-GFRP相比UT/OW-GFRP混合电池包上盖总成进一步减质量4. 2%。由此可见,VRB/OW-GFRP混合结构是未来汽车轻量化技术发展的重要趋势,在CTB电池包上盖总成中具有巨大的应用前景。