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3D打印Voronoi梯度泡沫材料动态力学特性研究

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。
汽车 2026年03月19日
汽车用铁素体-珠光体型非调质钢研究现状

汽车用铁素体-珠光体型非调质钢研究现状

摘　要：基于汽车零部件发展趋势，零部件用钢的生产不断朝着低能耗、轻量化方向发展。非调质钢具有节能减排、制造成本低、生产周期短等优点，用于汽车零部件的生产符合碳达峰、碳中和的战略发展方向，且随着对非调质钢强韧性研究的深入，其力学性能已接近甚至达到调质钢水平。因此，非调质钢代替调质钢成为高品质汽车零件用钢发展的重要趋向。铁素体－珠光体型非调质钢是中国引入非调质钢以来应用最为广泛、使用量最大的非调质钢，在汽车零部件上的应用更为成熟，提高其综合力学性能可进一步扩大其应用范围。综述了汽车零部件用铁素体－珠光体型非调质钢的发展趋势，从晶粒细化、析出强化、晶内铁素体韧化等方面深入探讨了其强韧化机理。提出轧材的成分设计优化和组织调控可为非调质钢最终组织性能的保证奠定基础，而控制非调质钢深加工过程中二次加热温度、变形量和冷却制度等参数，可以进一步改善其组织性能，为开发更高强韧性的铁素体－珠光体型非调质钢提供理论依据，进而推动非调质钢的研究及生产。最后针对非调质钢在研究和生产中面临的相关问题进行总结，围绕未来铁素体－珠光体型非调质钢零部件综合性能提高的迫切需求，通过“产学研用”的合作方式，加强材料的基础特性研究，以实现全流程精确调控铁素体－珠光体型非调质钢的组织性能。
汽车 2024年01月16日
智能座舱人机交互设计关键技术研究进展,

智能座舱人机交互设计关键技术研究进展,

摘要: 为揭示人机交互( Human-Computer Interaction，HCI) 设计技术在智能座舱环境下实现人与车辆、人与环境交互的过程与作用，提出智能座舱人机交互模型，并综述了以创新设计为驱动的智能座舱交互设计关键技术，为重新定义车载信息交互系统和驾驶监控系统提供了提供了技术支撑。从感知层、信息交互层及认知与决策层3 个方面研究座舱人机交互模型，分别针对多模态信息输入与输出，梳理了图像识别、可穿戴、声场感知识别、信息可视化、混合现实及人机对话等交互技术及其主要应用成果。探讨了智能座舱人机交互设计的测评方法，为提升座舱人机交互体验提供理论参考。
汽车 2024年12月05日
汽车空心稳定杆零件断裂失效分析及整改

汽车空心稳定杆零件断裂失效分析及整改

摘要：通过激光共聚焦显微镜、扫描电镜等设备对某一量产车路试中发生的34MnB5 空心稳定杆断裂问题进行失效分析，确认抛丸工艺时间不足及存在轴向原始裂纹是造成稳定杆发生早期疲劳失效断裂的原因，为进一步明确失效断裂的根本原因，针对稳定杆的制造工艺进行排查和原因分析，判断抛丸时间不足是导致稳定杆断裂的主要原因，由此判断该次断裂失效带来的后续影响，最后针对排查过程中已确认的风险点，识别整改方向并提出优化措施，进一步防止问题发生。
汽车 2024年11月29日
喷丸强化对车辆传动齿轮裂纹扩展影响的研究综述

喷丸强化对车辆传动齿轮裂纹扩展影响的研究综述

摘要：疲劳断裂是重载车辆传动齿轮的主要失效形式之一，齿轮底部疲劳裂纹的扩展将缩短车辆传动系统的服役寿命，严重时会导致车辆发生安全事故。延缓裂纹扩展的主要方法是在传动齿轮的表面引入一定大小的残余压应力。喷丸技术是一种冷加工表面强化处理工艺，该技术利用高速弹丸冲击材料表面，使零件表层产生塑性应变的同时，在表面和内部引入残余压应力，从而使裂纹闭合的能力得到强化，达到延缓裂纹扩展的强化效果。为了更好地揭示喷丸引入的残余压应力对疲劳裂纹扩展的影响，首先综述了传动齿轮表面疲劳裂纹产生的原因以及疲劳裂纹的扩展行为对重载车辆服役的影响。从强度因子、J积分以及裂纹闭合效应出发，介绍了传动齿轮表面疲劳裂纹扩展的理论以及残余压应力与疲劳裂纹扩展速率之间的关系。其次概述了目前国内外常用的新型有益于将残余拉应力转化为残余压应力的微粒子喷丸、激光喷丸、超声喷丸方法，并与传统机械喷丸技术相比较，阐述了新型喷丸表面强化技术的优缺点。此外，从数值模拟和试验结果两方面，论述了喷丸速度、喷丸角度、弹丸直径、弹丸材质和覆盖率5个工艺参数对在传动齿轮表面引入残余压应力的改善影响。最后对喷丸强化技术在传动齿轮上的多目标参数优化以及多尺度残余压应力与疲劳性能进行了展望，并结合重载车辆的使用需求，强调需要创新设计一种效率高、价格低、适用性广的喷丸技术，以进一步推动喷丸强化在延缓疲劳裂纹扩展方面的持续发展。
汽车 2024年11月14日
高效混动专用发动机技术研究

高效混动专用发动机技术研究

摘要：针对高效混动专用发动机开发过程中发动机热效率未达到设计目标的问题，使用试验数据校正了热力学模型，应用模型对问题原因进行了量化评估，提出了提高热效率的优化方案。结果表明：样机燃烧速率慢、抗爆震性能差、压缩比低是热效率未达标的原因；优化方案包括：优化燃烧系统、提高压缩比到12、增加进排气升程的高度；优化方案的部分负荷平均燃油消耗率平均降幅为4.4%，最低燃油消耗率为２０９209ｇ／（ｋＷ·ｈ），对应热效率为40.5%，满足设计目标。米勒循环＋冷却ＥＧＲ技术需要匹配快速燃烧系统使用。
汽车 2024年10月18日
轻合金车轮冲击仿真研究进展

轻合金车轮冲击仿真研究进展

摘要：轻合金车轮有助于实现车辆的轻量化，提高燃油经济性，提升车辆的动力性能、制动性能以及悬架系统的响应速度。借助于轻合金车轮冲击仿真，工程师可以更全面地了解轻合金车轮在各种路况下的性能，并进行相应的设计优化以提高其安全性和耐久性。根据车轮受到冲击载荷方向不同，系统介绍了国内外车轮13°和90°冲击仿真研究现状。从仿真效率、精度和收敛性角度，阐述了轮胎模型、胎压模型和接触属性对车轮90°冲击仿真的影响。介绍了自动化仿真与深度学习技术在车轮冲击仿真研究中的应用，二者的结合有助于实现冲击仿真的标准化、规范化、自动化和智能化。
汽车 2025年04月03日
一体化压铸铝合金前机舱轻量化设计与优化

一体化压铸铝合金前机舱轻量化设计与优化

摘要：当前汽车行业对低碳化和轻量化的需求日益增长，新型一体化压铸技术应用于车身，能够实现质量、生产成本和周期的下降，并减少碳排放，成为各大汽车主机厂商争相研究热点。本文将某乘用车传统钢制车身前端机舱结构替换成一体化压铸件，对铝合金一体化前机舱进行了轻量化设计。通过SIMP法对前舱进行拓扑优化得到了最优刚度载荷路径，考虑前舱可铸造性对筋的拔模方向、厚度尺寸和位置分布进行设计。根据C-NCAP 2021进行正面碰撞仿真，通过田口实验设计方法与响应面优化改善了一体化压铸车身的耐撞性，并对优化后的白车身性能进行了仿真分析。与传统方案相比，一体化方案的质量减轻13.9%，白车身弯曲刚度提升9.7%，1阶模态达到要求。本文研究对后续一体化车身结构的平台化设计与工程应用具有指导意义。
汽车 2024年10月14日
汽车吸能盒零件多工位级进模设计

汽车吸能盒零件多工位级进模设计

摘要：针对厚度大、强度高、成形困难且尺寸精度要求高的汽车吸能盒零件，通过工艺分析确定了直排中间载体的排样设计的14工位级进模冲压方案，材料利用率达75.14%。采用有限元模拟方法分析了产品成形过程中的回弹变形量，通过在侧整形工位施加补偿的方法解决了回弹超差问题；采用先冲孔后成形的方式解决了位于圆角上的溃缩孔无法直接冲裁的问题；采用挂台加背托板的形式固定凸模，解决了冲裁轮廓不封闭引起的冲裁力不平衡的问题；设计了楔形回退机构，解决了零件存在冲压负角无法直接成形的问题。生产试制结果表明，该级进模设计合理可靠，产品质量达到要求，生产效率高。
汽车 2025年02月17日
车载紧凑式换热器高效轻质的性能优化研究

车载紧凑式换热器高效轻质的性能优化研究

摘要：针对当前车载锯齿型板翅式换热器在某新型车辆有限空间内传热与流动阻力性能不足、整机质量大的问题，提出了一种车载锯齿型板翅式换热器的优化方案。首先，对４种具有不同翅片参数的空气－水车载锯齿型板翅式换热器进行了实验测试，探究了已有换热器的传热与流动特性；然后，基于实验数据构建了锯齿型翅片通道的三维数值计算模型，获得了适用结构参数范围更加宽泛且拟合精度良好的换热器流动换热关联式，同时基于换热器几何结构获得了整机质量计算模型；最后，结合非支配排序遗传算法（ＮＳＧＡ Ⅱ）以及传热与流动阻力综合性能评价图，开展了车载锯齿型板翅式换热器关键翅片结构参数的多目标优化研究，给出了综合性能优异的换热器结构参数。结果表明：优化后锯齿型板翅式换热器的阻力系数降低了14.3%，综合性能评价因子增加了10.7%，整机质量减少了18.2%，实现了换热器高效轻质的优化目标。所提车载锯齿型板翅式换热器优化方案，对提升其综合性能与降低制造成本具有参考价值。
汽车 2024年09月25日