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。

新能源汽车驱动电机用高强度无取向硅钢片的研究与进展

摘要:本文系统介绍了混合动力汽车和电动汽车所用驱动电机的特点和类型以及其对无取向硅钢片的要求,总结出适用于驱动电机的无取向硅钢片是既要求高强度、疲劳性能等力学性能,也要求高磁感和低的高频铁损等磁性能的复合材料。全面介绍了业界领先的各日本钢铁公司关于高强无取向硅钢片相关专利的具体内容,并通过相关热力学计算分析了各专利中所涉及的技术路线,得出析出强化技术路线是未来发展趋势,而其中Ti析出强化不可行,Nb析出强化可行但是成分和工艺窗口狭窄,且必须和Ni、Mn的固溶强化相结合;而Cu的析出强化途径工艺简单且易行、成本经济。

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。

LED汽车前照灯散热结构设计及优化

摘要: 搭建大功率LED前照灯散热系统试验平台,分别用水和液态金属进行温控效果评估试验,研究结果表明液态金属具有更为显著的冷却效果。在蠕动泵转速为100r/min时,液态金属的对流换热系数是水的1.5倍,其主要原因是液态金属具有较高的热导系数。为进一步优化和提升液态金属散热性能,采用流体力学仿真方法,系统研究流速、流道结构等对LED前照灯温控性能的影响,并提出一种新的冷板流道结构,有效改善了液态金属温控效果,对包括大功率LED灯散热系统在内的其他高热流密度散热系统同样具有参考意义。

基于辊冲一体式纵梁的轻量化拖挂式房车底盘

摘要:本文将辊冲成型工艺引入拖挂式房车底盘设计和制造。对标某典型拖挂式房车底盘,通过对高强度材料的连续成型,构造一体化的底盘纵梁,并做相应的结构改进,对比分析了两种底盘在满载弯曲和满载制动工况下的受力情况。结果表明:由于辊冲工艺可以实现变截面超长零件的加工和一次冲孔,这一优势带来的材料改进、结构改进和主要构件数量的减少,使底盘纵梁加工在实现轻量化的同时显著提升了生产效率和装配效率。此外,基于高强度板材的变截面纵梁,大大提升了结构的可设计性,进而使承载性能的显著提高成为可能。与某款额定载质量为1.4t的对标底盘相比,结构优化后的底盘可以承受2. 4 t的载荷,且此时两者的变形量相似。

基于超材料声学包的商用车低频降噪研究

摘要:针对传统材料声学包存在低频降噪量不够及轻量化较差等局限性,开展了超材料声学包设计与试验研究。在分析声学超材料隔声性能的基础上,设计了一种九元胞声学超材料,应用有限元方法,进行超材料设计参数确定与隔声量仿真分析。面向某商用车在多种匀速行驶工况下的车内噪声,开展了超材料和传统材料声学包性能的实车试验对比研究。实车验证结果表明,设计的超材料声学包具有比传统材料声学包更好的低频宽带噪声衰减性能,并且质量更轻。该研究结果可为车辆低频降噪提供工程指导。

汽车用热成形钢激光焊接研究现状及发展趋势

摘要:汽车产业不仅作为国民经济战略性、支柱性产业,而且也是体现一个国家先进制造技术水平的标志性产业。热成形钢具有强度高、成形性能好、可制造几何形状复杂的零部件等优点,是实现新能源汽车高安全最重要的轻量化高性能结构材料之一,被广泛应用于汽车安全部件的制造。激光拼焊技术结合热冲压技术将不同厚度或强度的钢板焊接和成形所需零部件,对优化汽车车身性能,提高汽车安全性,降低制造成本,推动汽车轻量化发展具有重要意义。本文详细介绍热成形钢的特点和应用,以及其激光焊接技术研究进展和应用现状,分析了镀层热成形钢激光焊接的难点,综述镀层热成形钢激光焊接缺陷的改进方法,最后对热成形钢及其激光焊接技术进行总结,并展望了未来的发展趋势。

车身多性能约束下的一体压铸三角梁轻量化设计

摘要:系统性地构建了一体压铸结构的优化方法,基于车身系统超单元模型实现多性能约束下的车身压铸件轻量化设计。首先,缩减复杂的车身系统,针对连续的车体结构,提出了子系统划分原则和方法,分别对各子系统进行超单元缩减,保证车身系统模型的分析精度并提高计算效率,为快速优化奠定基础;其次,同步考虑压铸结构单体性能和车身系统性能,采用折衷规划法归一化静动态子目标并构建综合目标函数,应用层次分析法得到子目标权重系数,进而开展了多模型拓扑优化,确定了加强筋位置分布;进一步地,同步考虑可设计与可制造性,对压铸结构变厚度拔模面进行参数化定义,并在优化过程中施加制造约束,基于构造的组合代理模型完成厚度参数设计。研究结果表明:在保证分析精度的前提下,缩减的车身系统模型可节省97.3%的计算资源;通过优化,在大幅提高车身一体压铸三角梁结构相关性能的同时,可实现轻量化,表明了所提方法的正确性和实用性。

高性能密封垫片的开发及在汽车动力总成上的应用

摘要:由于使用条件恶劣,汽车动力总成用密封垫片质量问题频出,成为解决汽车“漏气”、“漏油”、漏水”问题的一个难点。本文介绍了近年来新开发的夹层复合垫片、橡胶涂层钢板垫片、高强度无石棉垫片、高强度柔性石墨垫片和芳纶纤维增强垫片等新型高强度、高回弹、高寿命的密封垫片,详细阐述了新型密封垫片的组成材料、成型工艺和试验结果,并介绍了具体应用案例及应用效果。

铝合金在新能源汽车车架中的轻量化应用研究

摘要:为提升整车轻量化程度,依据等强度原理和迭代优化方法,采用6082-T6铝合金挤压型材,参考钢制车架结构,设计一种轻量化新能源牵引车车架。通过有限元建模仿真、简支梁模拟计算、多通道台架模拟分析和实物台架试验,对静强度、弯曲刚度、扭转疲劳强度性能进行安全验证,最终车架方案的静强度最小安全因子为1.11,弯曲刚度为1.06×1013 N/mm,且40万次扭转疲劳试验未失效。结果表明,新设计的新能源牵引车车架满足性能要求,在钢制车架基础上实现降重40%。