汽车典型零部件用材料的发展途径

目前,汽车零部件广泛使用的低碳 (低合金) (F+P)钢和经专门淬火、高温回火处理 的调 质钢 ,其强度和韧 性较低 ,而低碳合金 (B+M)复相钢特 别是具有TRIP效应的Si—Mn系 .(BF+A)超级B钢则具有高的和很高的强度和韧性。用这类钢来制造汽车零部件将有利于汽车的轻量化 ,是汽车零部件用钢的发展方向。

高强度高塑性第三代汽车钢的M3组织调控理论与技术

摘要:高强度、高塑性是汽车钢的重要发展方向,本文综述了高强度高塑性第三代汽车钢的“多相(multiphase)、亚稳(metastable)和多尺度(multiscale)”M3组织性能调控理论和技术,以及面临的新挑战。M3组织与性能调控理论为高强度高塑性钢提供了理论支持,亚稳奥氏体的相变诱发塑性(TRIP)效应能够提高加工硬化率并推迟颈缩的发生,从而提高了钢的强度与塑性,同时产生了剪切边裂纹敏感性提高,氢致延迟断裂性能下降,循环载荷下亚稳奥氏体的转变行为复杂等新的问题和挑战。当前,含亚稳奥氏体高强度高塑性钢的质量一致性和应用基础研究缺乏,而汽车钢作为量大面广的产品,需要从它的成分设计和组织调控-冲裁切割-成形制造-连接涂装-服役评价等全链条环节中开展组织演变和性能评估,充分考虑产品的技术适用性和成本,进而为组织调控理论和技术的完善提供依据。

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。

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。

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。

无镀层1500MPa级热成形钢的激光拼焊性能

摘要:以无镀层B1500HS热成形钢激光焊缝为研究对象,采用金相显微镜、显微硬度仪和拉伸试验机对自熔焊和填丝焊两种焊接接头的力学性能、微观组织以及显微硬度进行了对比分析。研究发现: 激光自熔焊未能得到性能优良的焊缝,焊后质量风险增加; 激光填丝焊由于低碳钢焊丝填入过多而导致焊缝软化。通过工艺优化、严格控制焊丝填入量可得到性能优良的焊缝,并成功试制出拼焊B柱零件。

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。

车用永磁同步电机无电流传感器控制研究

摘要:针对电动汽车车载环境复杂多变,影响电流传感器测量精度,更恶劣情况会导致电机驱动系统一相或多相电流传感器发生故障失效问题,因此基于扩展卡尔曼滤波提出一种无电流传感器控制算法,利用永磁同步电机定子电压、转子位置和转速信息重构电机定子电流,并针对无电流传感器算法导致的系统延迟问题设计了前馈补偿环节来改善系统动态性能,并对所提算法进行加减速及鲁棒性实验,仿真及实验结果均验证了所提方法的有效性。