先进高强度汽车用钢的多维度协同设计与调控

摘要:阐述了先进高强度汽车用钢的概念,介绍了其发展及应用情况。提出了汽车用钢多维度设计理念,包括热处理过程中的多尺度设计和具有良好成形性的汽车用钢设计。指出汽车轻量化设计不应仅局限于获得理想的力学性能,要进行多维度的协同设计,并通过智能化微观组织调控来定制及满足差异化的要求。

复合材料板簧研究进展

摘要:“双碳”背景下,汽车轻量化和节能减排是汽车行业发展的必然趋势。复合材料板簧由于具备的轻质高强等显著优势广泛应用于汽车上。本文介绍了复合材料板簧在国内外的研究和应用现状,阐述了复合材料板簧的主要优势和结构形式,着重分析了复合材料板簧材料选择以及模压工艺、拉挤工艺、缠绕工艺、RTM 等成型工艺方法,最后对复合材料成型工艺及未来发展进行展望。

商用车电驱动桥壳多工况疲劳寿命预测及优化

摘要:驱动桥壳在实际行驶过程中由于长期受到交变循环载荷的作用,发生疲劳破坏的可能性较大。为了判断某商用车轮边电机电驱动桥的驱动桥壳在设计时是否满足疲劳寿命的要求,建立了驱动桥的三维模型和有限元模型。首先,对其进行惯性释放分析,得出其静强度、刚度满足要求。其次,基于nCode DesignLife软件,使用名义应力法,结合材料的S⁃N 曲线和疲劳加载曲线,采用新的汽车行业标准对其在垂直弯曲疲劳、制动疲劳和横向疲劳多工况下的疲劳寿命进行了预测。结果发现,驱动桥壳在制动疲劳和横向疲劳工况下的疲劳寿命不满足标准中的要求,须对其进行结构优化。最后,对驱动桥壳进行了加筋优化处理。结果表明,优化后的驱动桥壳在最大冲击工况下最大应力减小了95.8 MPa,最大变形减小了1.064 mm,且在3种疲劳工况下的最低疲劳寿命分别提升了107.6、28. 9、49.7万次,均超出了标准中的要求,证明了驱动桥壳结构优化的可行性,有效缩短了研发周期,并降低了研发成本。

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.

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。

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。

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。

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。

汽车电子电气架构的发展及趋势

摘要:随着汽车功能的日益增加,传统的电子电气(EE) 架构面临很大的挑战,从而迫使整车的电子电气架构不断地演进,从传统的分布式向集中式转变,从面向信号的软件架构向面向服务的软件架构转变,从控制局域网络(CAN)、局域互联网络(LIN) 总线向车载以太网通信架构转变。介绍了汽车电子电气架构的现状以及面临的挑战,概述了汽车电子电气架构的演进路线及具体方案技术,结合电子电气架构的演进趋势,对电子电气架构未来的发展方向提出展望。

车用SiC-MOSFET的应用与技术发展综述

摘要:针对硅基绝缘栅双极型晶体管(IGBT)难以进一步满足电动汽车高功率密度、低导通损耗、高散热能力等需求的不足,综述了车用碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管(SiC-MOSFET)的最新研究进展。通过总结SiCMOSFET在电动汽车牵引逆变器、DC/DC电源变换器和车载充电机(OBC)应用场景下的特点,分析了目前车用SiCMOSFET在成本、可靠性及散热方面的技术挑战,并探讨了其在微型化、先进封装、多芯片集成和成本方面的发展趋势。