基于热压罐成型工艺的碳纤维发动机罩制造技术

摘要:为了试制合格的碳纤维发动机罩产品,解决制造过程中的技术问题,采用计算机辅助工程(CAE)分析方法对产品进行结构优化与仿真分析,确定制造技术方案,优化产品铺层技术数据、热压罐成型技术参数及模具工装开发方法,获取碳纤维复合材料产品的开发技术规范及工艺试制经验。碳纤维复合材料产品的开发及工艺制造过程复杂,技术规范与试制经验对产品质量有较大影响。

胀压成形重型货车桥壳设计及扭转工况性能分析

摘要:重型货车桥壳尺寸大、承载重,桥包部分受力复杂,在开发试验及工程应用中存在开裂现象。本文中提出了无缝钢管胀压成形的重型货车桥壳设计方法,给出了胀压成形工艺流程;设计并试制出1∶1的轴荷11. 5 t重型货车桥壳样件,通过胀压成形过程的有限元模拟,揭示了桥壳的壁厚变化以及后盖过渡圆弧面的应力分布规律,揭示出桥包的变形强化系数达到1. 37~1. 61。通过在桥壳样件上推力座施加65 kN纵向力的扭转工况静强度模拟及试验,揭示出桥包部分的切向应变和法向应变最大为317με、每米轮距的最大纵向变形小于0. 91 mm,并给出了桥包前平面高出两侧宽度、无缝钢管壁厚的设计依据。基于实车采集载荷谱下进行扭转工况的疲劳试验,胀压成形桥壳样件经过5个阶段共计141. 9万次的循环,仍保持完好未失效。研究结果表明,无缝钢管胀压成形的重型货车桥壳质量轻、强度刚度高,为彻底解决桥包的失效问题提供了重要参考。

基于纯电车型的前舱组合支架总成优化设计

摘要:针对纯电车型与燃油车型前机舱布置差异,设计出一种适用于纯电车型前舱布置方案的前舱组合支架总成,建立力学模型,并进行计算机辅助工程(CAE)分析,通过对材料、结构改进对组合支架总成进行优化。结果表明,在相同布置方案的前提下,钢制组合支架总成的性能难以满足性能需求,经过材料、结构的优化,铝制组合支架总成可以更好地满足性能需求;相对于钢制组合支架总成,铝制组合支架总成可以实现减重约 2.06 kg,减重率为44.2%,轻量化效果明显。不考虑模具、工装、夹具等费用,零件成本减少约 3.36 元/件,具有量产条件,为纯电车型组合支架总成的轻量化设计提供了一个好的典型案例。

乘用车座椅材料加工工艺与结构设计

摘要:随着城镇化率的提升,人均交通出行时间普遍延长。汽车内部空间已然成为用户除家庭和工作场景以外的“第三空间”。乘用车座椅是与人体接触时间最长、关联度最为紧密的部件,也是整车性能改进中必不可少的一部分。作为保障人身安全、给予良好乘坐感受的关键部件,研究乘用车座椅的结构和材料对改善安全与舒适性有着重大意义。随着新材料的运用以及加工工艺水平的发展,乘用车座椅的综合性能得到了较大幅度的改善。本工作首先对乘用车座椅的材料及加工工艺进行系统介绍,并列举了乘用车座椅的基本结构及材质演变,结合测量学、人体生理学、材料科学,对乘用车座椅的结构、材质、造型三者之间建立联系,将结构设计、材料选择与乘用车座椅安全性、舒适性的综合性能相互关联。最后通过仿真得出碳纤维材料具有较好的吸能性、抗冲击性和抗疲劳性等优点,能提高座椅的舒适性及安全性,该材料是未来乘用车座椅轻量化的重点研究材料。

新能源汽车对无取向硅钢的技术挑战

摘要:环保与能源问题对汽车工业的可持续发展提出了严峻的挑战。在不可再生资源日益紧张的情况下,发展新能源汽车可以减少国家石油资源消耗,削减车辆运行阶段大气污染物的排放,对调整能源结构、改善城市空气质量,保障人群健康均有重要意义。新能源汽车是低碳经济的必然选择,代表汽车产业的发展趋势。无取向硅钢是汽车驱动电机的核心材料之一。新能源汽车驱动电机最大转速由每分钟几千转提高到几万转甚至高达20万转,工作频率由50Hz提高到数百数千赫兹,这就要求材料在高频下必须具有低铁损; 驱动电机启动、加速时要有高的扭矩,即材料必须具有高的磁感应强度; 还要满足驱动电机反复启动和刹车要求,即材料应具有高强度。因此,新能源汽车用无取向硅钢的硬核指标为“高磁感( High magnetic induction)、高频低铁损( High-frequency low-iron loss) 、高强度( High strength)”,简称H3技术。研究表明,普通无取向硅钢铁损值在400 Hz 下较工频下增加20 倍以上,因此普通无取向硅钢难以用于新能源汽车。本文针对新能源汽车驱动电机H3技术要求,探讨了微细夹杂物、晶粒尺寸、冷轧压下率等参数对无取向硅钢高频磁性能的影响机理及控制策略,阐述了新能源汽车驱动电机用无取向硅钢的最新研究进展与生产现状,提出了制造新能源汽车驱动电机用无取向硅钢的关键科学问题。

新能源汽车一体化铝合金压铸结构件成形工艺关键技术

摘要:新能源汽车车身结构件轻量化成为当前节能减排的重要解决方案,关键零部件朝着薄壁、高性能、大型化等方向发展,压铸工艺在汽车中的运用从小件逐步往高压压铸、大型化、一体化大件等方向发展。从一体化压铸需求的新型材料、工艺参数控制、结构设计等方面,提出了三个方面的研究进展,可以为一体化压铸技术研究提供参考。

国内客车行业涂装的现状及未来的发展趋势

摘要:从客车生产的特点,车身用材料、涂料、腻子,以及涂装施工方法、设备、环境等方面介绍了国内客车行业的涂装现状,讨论了铝材、碳纤维、电脑喷绘和喷涂机器人在客车车身及其涂装中的应用情况,分析了客车涂装中应用高固体分、水性和无溶剂型涂料存在的问题,指出了客车涂装未来的发展趋势。

汽车零部件自动化热成形生产线关键技术设计

摘要:随着环保、安全因素对车辆的限制越发严格,高强度热冲压成形零件在车辆制造中的比重也逐渐提高,已成为车辆白车身构造不可或缺的重要组成。在介绍热成形技术基本原理的基础上,通过列举关键工艺数据,对汽车零部件自动化生产线的主要构成设备,包括加热炉、冲压机、冲压模具和自动化搬送设备的选型及相关设计内容作了详细介绍。

新能源电动汽车异种材料连接技术的挑战、趋势和进展

摘要:多材料混合结构在车身上的应用可以实现汽车安全性、轻量化水平的共同提升,也是如今新能源汽车工业发展的一个主要方向。先进高强钢(Advanced high strength steel,AHSS)、铝合金、工程塑料以及碳纤维增强复合材料( Carbon fiber reinforced polymer,CFRP)等作为轻质高强材料的代表已广泛应用于白车身、覆盖件以及复杂结构件的制造中。由于异种材料理化性能的差异,给连接技术带来了更大的挑战。对于铝合金与碳纤维增强复合材料的连接,采用普通的熔化焊接往往会使铝合金产生热影响区软化、气孔和热裂纹等缺陷以及CFRP 纤维和基体部分烧损,而机械连接则会不可避免地造成腐蚀问题。同时,多材料组成的电池包壳体对连接技术也有很高的要求。因此,为了向新能源汽车提供多材料优化组合的轻量化车身结构,开发性能可靠、低成本、高效率的创新连接方法势在必行。胶接广泛应用于铝合金/先进高强钢、铝合金/碳纤维复合材料、AHSS/CFRP的连接,可以实现密封、紧固、防腐蚀的效果。自冲铆连接( Self-piercing riveting,SPR)相比于熔化焊更适合铝合金、AHSS与CFRP的连接,国外对其连接工艺和接头强度已有较为成熟的研究。固相焊适合于金属/非金属材料的连接,国内外对回填式搅拌摩擦点焊( Refill friction stir spot welding,RFSSW)和超声波点焊在连接铝合金/CFRP、AHSS/CFRP上进行了工艺的探索和设备的改进。激光复合焊和冷金属过渡焊(Cold metal transfer,CMT) 是当下大部分汽车企业主要应用的连接技术,主要用于铝合金/AHSS 的连接。对于电池包壳体的连接,目前主要是使用紧固件连接,同时对特定的材料采取激光焊进行密封。本文针对多种车身材料包括铝/CFRP、高强钢/CFRP、铝/高强钢的连接问题,详细介绍了胶接、自冲铆连接、搅拌摩擦点焊、超声波点焊、激光复合焊和冷金属过渡焊技术的应用和研究进展,讨论了连接工艺参数对接头性能和焊点失效模式的影响,论述了基于有限元分析的接头疲劳寿命预测的难点和研究现状,并简要分析了电池包箱体连接技术的研究进展。新能源电动汽车多材料混合应用推动了连接技术的进步,但仍然面临着基体损伤、界面失效、焊接周期长、设备昂贵和难以自动化等问题,还需要进行更为深入的理论和应用研究。

搅拌摩擦焊在汽车工业中的应用

摘要:作为一种新型的连接技术,搅拌摩擦焊在轻质材料连接上相对于传统的熔化焊有明显的技术优势。随着新能源汽车的发展,轻质材料获得了较多的应用以达到更高的轻量化水平,提升汽车的续航里程。目前,搅拌摩擦焊在新能源汽车三电系统,如电池包下箱体、液冷板、电动机壳体及电控壳体等已有大规模地应用。随着全铝车身的发展,搅拌摩擦点焊有望在车身连接上取得大范围的应用。