新能源汽车多尺寸电池包的柔性化转运方案

摘要:为满足新能源汽车多尺寸电池包在总装过程中的柔性输送与精准装配需求,设计了基于双层滚床输送系统的电池包柔性化转运方案。该方案采用可调节限位托块的滑橇设计,结合T 型移栽机、自动导引车及空中缓存系统,建立了覆盖电池包上线、缓存、下线合装及空滑橇返回的全流程输送体系。通过PLC 控制系统集成射频识别技术与制造执行系统,实现了电池包信息跟踪与生产队列的精确同步。结果表明,该系统可实现40个电池包的空中缓存,车间空间利用率提升30% 以上,电池包上线准确率达到99.5%,在60 JPH生产节拍下可保障40 min的持续供应。

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。

汽车车身用新型冷轧薄板研发进展

摘要:对近年来汽车车身用新型冷轧薄板的研发进展进行了综述,重点介绍了国内外增强成形性双相钢(Dual phase steelwith improved formability,DH)、锌铝镁镀层钢板和高鲜映性汽车外板的技术思路、产品优势和应用情况. DH 钢中适量稳定性较高的残余奥氏体大幅提高了断后延伸率及加工硬化率,在解决冲压开裂、实现车身轻量化方面效果显著;锌铝镁镀层特殊的相结构决定了其优异的耐蚀性能和成形性能,在汽车内板和外板得到广泛应用;成形零件的表面波纹度是评价高鲜映性汽车外板的重要指标,首钢开发了表面波纹度演变机理及控制技术,解决了钢板表面粗糙度与波纹度协同控制难题. 指出了这些新型冷轧薄板要关注的生产和应用方面问题,如DH 钢中较高Al、Si含量导致的连铸生产困难和表面质量问题、高合金含量带来的性能波动问题、高强度级别产品的氢脆问题和镀层板焊接的液态金属脆性(Liquid metal embrittlement,LME)问题等;锌铝镁镀层钢板焊接、涂装、粘接、成形等基础数据还不健全,高耐蚀性能还需得到更多用户检验及认可;高鲜映性汽车外板还需要进一步减少表面缺陷的数量、尺寸,进一步压制长波的表面轮廓.

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。

新能源汽车齿轮高效精密加工技术与装备研究进展

摘要:齿轮是新能源汽车电驱动传动系统的核心基础件,对整车性能具有重要的影响。随着新能源汽车渗透率和电驱动传动系统功率密度的快速提升,齿轮面临高转速、低噪声、抗疲劳等高服役性能挑战,实现其高效精密加工是保障高服役性能的根本途径。但目前新能源汽车齿轮高效精密加工在创成机理、关键技术、加工装备等方面还存在一些难点。为此,在概述新能源汽车齿轮高效精密加工需求的基础上,围绕蜗杆砂轮磨齿工艺、内啮合强力珩齿工艺等典型工艺的高性能齿面创成机理、高效精密加工关键技术、齿轮高效精密加工典型装备的国内外研究现状进行了系统的论述与总结,并对新能源汽车齿轮高效精密加工技术的发展趋势进行了总结和展望,为后续研究提供理论和技术指导。

基于拓扑优化的高强镁合金商用车车轮轻量化设计方法研究

摘要:针对高强镁合金商用车车轮建立了一种基于拓扑优化的轻量化设计方法。该方法结合参数化建模与拓扑优化技术,以结构重量最小化为目标,在满足弯曲疲劳强度、径向疲劳强度及冲击性能约束的前提下,进行迭代优化设计。同时,借助有限元软件构建疲劳-冲击多物理场耦合模型,用以模拟分析高强镁合金车轮在复杂载荷下的应力应变响应与失效机理,高强镁合金因具有低密度和高比强度的特性,被认为是实现商用车轻量化、提升燃油经济性与载重效率的理想车轮材料。研究结果表明,该设计方法可使车轮减重15%~20%,并能同时保证其疲劳寿命与抗冲击性能满足使用要求,为高强镁合金车轮的工程应用提供了有效的设计思路与性能评估依据。

柴油机气缸内壁热喷涂陶瓷基涂层的研究进展

摘要:热喷涂工艺制备的功能与结构涂层具有减摩耐磨、防腐隔热及致密性好、结合强度高等优点,因此被广泛应用于工业化生产。以柴油机气缸套为对象,分析了缸套运行过程的几种失效形式,在内壁热喷涂陶瓷涂层可大幅提升性能并延长服役时间。介绍了3 种适用于气缸狭窄环境的内孔喷涂技术,综述了内孔等离子喷涂、内孔超音速火焰喷涂与内孔电弧喷涂制备耐磨陶瓷涂层的原理及发展前沿。通过对比3 种内孔喷涂技术的工艺特点和制备陶瓷基涂层的性能与微观结构,总结不同内孔喷涂技术与不同陶瓷材料的适配性。展望了碳达峰背景下柴油机缸套内壁热喷涂陶瓷基涂层的发展方向。

基于级进延展冷镦工艺的大长径比薄壁管件成形优化

摘要: 针对常见的大长径比薄壁管件热锻工艺存在的温度难以控制、尺寸精度低的问题,以长径比为5.3 的气弹簧用油气缸为例,提出一种先镦粗后级进延展式冷镦成形方法。在搭建三维模型的基础上,利用Deform-3D软件对拟定工艺的金属流动规律、成形载荷和断裂趋势等进行分析,验证了工艺的可行性。结合仿真结果,以薄壁延伸最大成形载荷为优化目标,利用正交试验与极差分析,得出各因素对最大成形载荷的影响程度依次为: 首次缩径值a>入模角λ>冲头下压速度v,并选取了最优工艺参数组合: 冲头下压速度v = 15 mm·s-1、首次缩径值a= 0.70 mm、入模角λ= 7°。优化后的工艺参数使最大成形载荷降低了18.15%,提高了薄壁成形质量。研究结果为同类大长径比薄壁管件的研究提供了理论参考。

极限高温台架与实际环境中汽车内外饰温度差异研究

摘要:为分析汽车内外饰高温验证中高温环境台架试验与高温适应性实车试验结果的差异,通过对轿车、SUV车型开展高温环境台架试验和实车环境测试,从温度、辐照度、风速方面分析二者的差异,发现主要差异体现在辐照度方面,并提出在环境舱内加装弧形灯架、侧边辐照等方式缩小差异,以提高台架试验的准确性。

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。