面向国内外工况关键参数差异性的翼子板成形工艺稳健性研究

摘要:针对国内外生产工况和开发工况中板料厚度、强度及压边力等关键参数的差异性, 以汽车翼子板成形工艺稳健性为研究对象, 基于原始工艺补充面, 设计3 种不同的凸凹包工艺结构并建立有限元模型, 研究了凸凹包工艺结构对拉延成形结果稳健性影响。通过有限元分析方法, 研究了在不同工艺结构条件下的成形差异性, 同时在一定范围内设置材料厚度、屈服强度、抗拉强度和压边力等影响因素。结果表明, 相比于原始工艺补充面, 增加凸凹包工艺结构不仅有效增加了成形的充分性, 而且对翼子板拉延过程中在材料性能因素以及冲压设备因素影响下同样能有良好的成形结果, 提高了工艺设计的稳健性。

基于机器学习的先进高强汽车钢力学性能预测与可解释性分析

摘要: 本研究集成了文献中经TRIP处理的先进高强钢(AHSS)成分和工艺参数以及力学性能指标等数据,采用梯度提升回归( GBR)、人工神经网络(ANN)、支持向量机回归(SVR)、随机森林回归(RFR)和K近邻回归(KNN)5种机器学习方法,构建了TRIP辅助双相钢(TDP)力学性能的预测模型。研究以钢板材料厚度、合金成分、两相区退火温度与时间、过时效温度与时间为特征,以抗拉强度( UTS) 和断后伸长率(TE)为目标变量,在数据预处理基础上,结合随机搜索与网格搜索方法优化模型超参数并进行训练。结果表明,在多种算法中,GBR模型表现出最优的预测性能。进一步借助SHAP值、部分依赖图(PDP)和个体条件期望图(ICE)方法对模型进行可解释性分析,随着Mn、C含量的增加,抗拉强度上升,而断后伸长率下降。随着两相区退火温度从750℃升至900℃时,抗拉强度提升而断后伸长率下降。随着过时效温度的增加,抗拉强度总体呈下降趋势,而断后伸长率先增加后下降。此外,研究表明,通过确信独立性筛选与稀疏算子(SISSO) 算法得到的符号回归表达式能够揭示特征与目标变量之间的关系,但其预测精度低于GBR模型。

3D打印技术对汽车零部件制造业的影响

3D打印技术又称为“快速成形技术”或“增材制造技术”,诞生于20世纪80年代末。主要是一种以数字模型文件为基础,将计算机设计出来的图形数据导入3D打印设备,打印机内装有粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过电脑控制将材料叠层添加构造三维物体,最终把计算机上的蓝图变成实物的数字化、智能化增材制造技术。

汽车弹簧材料及热处理技术浅析

摘要:论述了汽车弹簧钢的现状,对弹簧钢在汽车螺旋弹簧、板簧、气门弹簧、离合器膜片簧等零件中的应用分别作了介绍。简要分析汽车弹簧的材料种类、性能要求、工作环境,并对热处理、零件成形工艺及发展方向进行展望。

基于深度学习的板壳结构网格智能划分技术研究

摘要:为解决板壳结构网格划分效率低、合格率低等问题,提出了一种基于深度学习的板壳结构有限元网格智能划分技术。首先,对板壳结构典型特征进行分类,并为每类特征开发网格划分策略;其次,基于卷积神经网络训练特征识别模型,自动调用策略完成特征区域网格划分;最后,对非特征区域进行几何清理及网格优化。经某乘用车白车身验证,与主流batchmesh 方法相比,该方法将网格自动划分合格率从82.1% 提升至92.6%,总工时减少66.7%,显著改善了网格质量与效率。该技术通过AI模型与预定义策略的结合,减少了人工干预,为板壳结构网格划分提供了智能化解决方案。

基于机器学习的汽车门槛梁碰撞仿真优化

摘要:为提高汽车门槛梁优化效率,针对汽车侧面柱碰撞工况门槛挤压铝吸能量有限、仿真中显式求解迭代周期长及制造工艺要求高等优化难点,基于某SUV车型建立碰撞模型,以门槛梁厚度为变量进行试验设计(DOE)分析,获得144组有效设计数据,通过深度学习方法(Rapidminer、romAI)形成降阶模型(ROM)用作优化仿真的替代模型,CAE仿真验证结果表明,在数据量有限的条件下,romAI在优化中的精度达到95% 以上,且求解速度提高近40倍,极大缩短了研发周期。

典型转子发动机散热翅片结构优化设计及仿真研究

摘要:在工作过程中,转子发动机的缸体内部温度高、分布不均匀,易引起热应力、热疲劳等问题,影响发动机使用寿命。为了提高转子发动机工作时的安全性,延长其使用寿命,针对高温区温度过高的主要问题,基于转子发动机换热理论提出了加长翅片、栅格结构、铜铝一体化3 种优化方法。在验证仿真正确性的前提下,使用Fluent 模拟了不同模型的换热过程。仿真结果表明,所提3种方案均能提高转子发动机散热性能,相比于未优化模型,加长翅片模型的表面积提高124.4%,散热效果提升4.9%,栅格模型的表面积提高158.5%,散热效果提升8.3%,铜铝一体化模型在结构和材料的协同作用下,散热能力提升15.2%。试验表明,合理优化翅片结构及材料能够提高转子发动机的散热效果。

高强汽车钢温冲压成形工艺探讨

摘要:热冲压成形汽车零部件的室温组织为全马氏体组织,虽然强度高,但延展性差。为此,提出了一种采用热轧后直接淬火获得马氏体组织,随后在冲压工序进行回火以提高冲压件延展性的温冲压成形工艺。采用热轧实验机和MMS-200热力模拟实验机模拟温冲压成形过程,并对实验钢力学性能和组织结构进行了分析。结果表明:随温冲压成形温度的升高及保温时间的延长,实验钢成形后抗拉强度和维氏硬度值不断下降,伸长率呈先上升后下降再上升的趋势。随成形温度的增加,实验钢组织由马氏体不断转变为回火马氏体、回火屈氏体和回火索氏体。在350℃保温120~180s,实验钢成形后力学性能最佳,抗拉强度超过1500MPa,伸长率大于8%,硬度值在425HV~440HV之间。冲压成形温度越高,对冲压设备所需求的力能参数越低。

面向微显示芯片的车载抬头显示光路设计

摘要:增强现实车载抬头显示器(AR-HUD)以投影的方式为驾驶员提供实时路况信息。基于micro-LED 的微显示芯片具有自发光、高亮度、体积小的优点,可作为AR-HUD 的高性能图像源。基于Zernike多项式原理,利用ZEMAX 软件设计了面向微显示芯片应用的AR-HUD 光路结构,得到包括5 倍放大倍率的放大镜组和25 倍放大倍率的自由曲面镜组,最终将信号放大125 倍。采用0.6 inch(1 inch=2.54 cm)的micro-LED 显示屏作为光源,虚像距离(VID)为7.7 m。为了减少阳光倒灌,设计了针对绿色光源的窄带通滤光片,其绿光透过率可以达到60%~70%。搭建了车载抬头显示光学实验平台,并证实了预放大镜组辅助成像的可行性,这为小体积、高亮度和自发光的micro-LED 应用于车载抬头显示的设计及实现提供了方案。

3D打印Voronoi梯度泡沫材料动态力学特性研究

摘要:对泡沫材料引入梯度设计,可以有效调控其力学特性,提升能量吸收。本文基于Voronoi图形与3D打印技术,设计并制备了分层梯度与连续梯度泡沫材料,构建了考虑基体材料应变率的有限元模型,并基于准静态压缩试验验证了有限元模型,进而研究了梯度泡沫材料的动态力学特性及其变形模式。研究结果表明:对于正梯度泡沫,在不同的加载速度下,加载端即密度较低端一般首先变形,并向支撑端传播,形成一条明显的塑性冲击波,为正向单波模式;对于负梯度泡沫,随着加载速度的增加,其依次呈现出反向单波模式,双波模式,正向单波模式,分层梯度与连续梯度泡沫具有相似的变形模式,当分层数增加,其差异越小;基于应力波理论建立的梯度泡沫的单波与双波理论模型,可以准确预测梯度泡沫在不同冲击速度下冲击端与支撑端的应力;对于负梯度泡沫临界速度的分析表明,当梯度率较小时,拥有较大胞元的支撑端将更容易变形,从而削弱加载速度增加引发的惯性效应,使得双波模式会在更高的速度区间出现,即第2临界速度升高,而第1临界速度对于梯度率的变化表现出较低的敏感性;随着冲击速度的增加,负梯度泡沫的能量吸收效果显著提升。