乘用车车身结构轻量化设计影响因素研究

轻量化是实现汽车节能减排的重要途径,已成为汽车行业重要技术发展方向.本文从车身结构的持续优化调整、车身部件的改良、车体结构技术三方面,建立了车身轻量化设计体系流程,并开发了CAE仿真和试验测试相结合的轻量化节油效果和碰撞安全性验证方法.结果表明,基于某乘用车实现了车身减重53.44 kg,NEDC工况冷机节油1％、热机节油1.22％,同时实现C-NCAP正面碰撞15.6分、偏置碰撞16.74分,满足五星安全标准.     

纯电动汽车车身多目标拓扑优化设计

为解决纯电动汽车车身设计中仍沿用传统车身,未同时考虑碰撞相容性和正面碰撞安全性的问题,基于混合元胞自动机拓扑优化方法,以在约束条件下吸收碰撞能量最大化为优化目标,对车身结构进行多工况概念设计,从而确定出合理的电动汽车车身布局,设计出了一种满足正面碰撞安全性与碰撞相容性的车身头部结构.结合拓扑优化结果进行有限元模型验证与厚度分析,结果表明:2~3mm的汽车头部厚度可在满足正面碰撞安全性条件下平衡碰撞过程中车体结构的纵向错位,保证碰撞力的均匀分布,实现车身轻量化.     

金属材料在白车身上的应用与发展

随着经济社会的发展，人们对汽车安全和生态环境问题越来越关注。研究表明。车重每降低10％，燃油效率可提高68％，从而汽车的温室气体排放量就会显著减小。、而白车身约占汽车总质量的30％，可见减轻车身质量对汽车轻量化具有非常积极的意义。因此，当代汽车白车身材料当以安全性和轻量化为基本出发点。本文对传统汽车白车身材料和一些有创新性的新式白车身材料进行了简单介绍，以期为汽车车身材料研究人员提供参考和借鉴。     

车身轻量化技术分析研究

节能减排是国家能源发展战略的需要,也是当前汽车研发中一项重要指标,车身轻量化指标将在其中扮演重要的角色,对车身轻量化的研究迫在眉睫。阐述了车身轻量化参数的计算方法及参考指标,提出了车身轻量化技术的几个研究方向。     

浅谈奥迪铝车身技术

随着汽车技术的发展,人们对于汽车的安全性、操纵性要求不断提高,车身重量也随之不断增长。为了打破这种上升趋势,提高汽车的安全性、舒适性和燃油经济性,对车身轻量化的研究尤为重要,本文以奥迪铝车身为例,对铝车身发展、铝车身结构、铝车身材料进行研究分析,提出铝车身的发展趋势既要轻更要强。     

汽车车身对壁正面碰撞安全性评价指标的研究

汽车碰撞安全性一般是通过法规试验来评价,对固定障壁正面碰撞中的评价指标为大脑的伤害指数、胸部加速度和大腿作用力,这些指标反映了车身碰撞特性、乘员约束系统特性及两者间的匹配这三个方面的综合性能,通过分析提出了汽车车身对固定障壁正面碰撞安全性的评价指标;加速度均值、加速度均方根、加速度峰值,并通过实例进行了验证,这些评价指标可以指导汽车车身的碰撞安全性设计。     

汽车车身对壁正面碰撞安全性评价指标的研究

汽车碰撞安全性一般是通过法规试验来评价 ,对固定障壁正面碰撞中的评价指标为大脑的伤害指数、胸部加速度和大腿的作用力 这些指标反映了车身碰撞特性、乘员约束系统特性及两者间的匹配这三个方面的综合性能 通过分析提出了汽车车身对固定障壁正面碰撞安全性的评价指标 :加速度均值、加速度均方根、加速度峰值 ,并通过实例进行了验证 这些评价指标可以指导汽车车身的碰撞安全性设计     

车身低速碰撞吸能结构的优化设计

针对汽车低速正面碰撞时车身部件的抗撞性优化问题,选择了碰撞盒结构作为研究对象,运用二次回归正交组合试验设计方法合理分布试验点,并结合最小二乘法构造出整体质量、吸能值及最大碰撞力关于板厚的响应面模型;综合考虑实际车身部件板厚范围及轻量化要求,采用自适应响应面法对响应面模型进行了优化设计.结果表明,提出的碰撞盒结构优化方法及流程具有较高的精确性和有效性.     

汽车车身结构性破坏的测量与修复方法

为了提高汽车车身结构性破坏的修理精度、保证汽车修复后的安全性和可靠性,分析了汽车纵向碰撞、侧碰撞的车身结构理想特性及变形模式,提出了利用多功能固定器和夹具、精确车身三维测量系统、全方位拉伸装置的车身修复流程、原则和方法.碰撞修复实例表明:修复后车身各安装点的数据偏差值达到±3 mm,装配后车轮定位值符合标准.这种基于车身三维测量的全方位拉伸校正方法可以有效提高碰撞汽车的修复质量、降低返修率.     

泡沫铝层合结构汽车发动机罩板研究

为了提高汽车的节能性、安全性,文章以某汽车发动机罩板为设计原型,以轻量化和刚度满足要求为约束条件,设计了泡沫铝层合结构汽车发动机罩板;利用有限元仿真分析方法对2种结构汽车发动机罩板的静态性能及其与行人头部碰撞保护性进行了分析。结果表明,泡沫铝层合结构汽车发动机罩板不仅可以实现汽车轻量化,达到节能减排的目的,而且还可提高汽车发动机罩板的静态性能及与行人碰撞的安全性。     

基于自适应响应面法的白车身结构轻量化设计

白车身是汽车的重要组成部分,许多汽车制造业已经把白车身轻量化设计作为重要研究方向之一。如果能对白车身进行轻量化设计,就能达到节能减排的目的。以某白车身为研究对象,基于自适应响应面方法对白车身模型进行优化求解。首先利用有限元法获得白车身的模态、刚度和强度,并通过模态和刚度的灵敏度分析筛选15个钣金件作为变量;利用田口实验进行15因子3水平实验设计,根据田口实验数据创建响应面;然后使用最小二乘回归和移动最小二乘法进行响应面拟合,基于自适应响应面方法对其进行优化求解,并进行仿真实验对比。结果表明,使用本文方法可以将白车身质量减重18.924 kg,减重了4.736 9%,并且利用此方法进行的轻量化设计使得白车身的3个静强度工况的最大应力均有所下降,并在满足刚度和强度条件下,实现了白车身轻量化要求。     

金属材料在汽车轻量化中的应用

伴随汽车工业的快速发展,能源短缺和环境污染问题已成为汽车工业未来面临的主要问题。如何实现节能减排,已成为汽车工业亟待解决的问题。而汽车轻量化是实现节能减排的关键,是汽车工业可持续发展的关键。轻量化材料的应用是实现汽车轻量化的重要途径之一,可以有效地地实现节能减排,有些材料还可在一定程度上能提高车身的耐久性和安全性。本文主要研究铝合金、镁合金、钛合金、高强度钢在汽车上的应用。     

多学科与多材料匹配的客车车身轻量化优化设计

提出基于多材料匹配与模块化设计的客车车身轻量化设计方法.基于车身轻量化设计的多学科特性,结合Kriging近似技术与协同优化设计方法,建立基于侧翻安全性、顶部抗压学科的客车车身多学科优化设计模型,并采用遗传算法进行多学科数值寻优.优化结果表明:基于灵敏度分析的模块化设计能较好地降低车身设计维度,并获得具有较好力学性能的多材料匹配客车车身;多材料车身不仅改善车身的安全特性,而且提高车身顶部的抗压强度,并较好地达到轻量化设计的要求.     

隐式参数化白车身多目标协同优化设计

利用参数化建模软件SFE-CONCEPT建立了某轿车白车身的参数化模型,用仿真方法分析了白车身的静态弯扭刚度、主要低阶模态频率并与试验对比,再将白车身与动力总成、底盘连接后,对整车正碰性能进行仿真分析,并与试验对比,验证了所建参数化白车身的有效性.由于安全性分析属于非线性分析,传统优化方法通常需要人工介入,无法实现优化流程的全自动化.通过编写批处理文件,提取安全性能指标,实现白车身结构轻量化优化流程的自动化.白车身结构轻量化优化后弯曲刚度提升0.15%,扭转刚度降低0.03%,一阶扭转模态频率提高1.30%,一阶弯曲模态频率提高0.09%,碰撞安全性能基本不变的情况下,白车身质量降低24.17kg,减重率高达7.42%,取得了显著的轻量化效果.      

汽车侧面碰撞有限元仿真建模

整车碰撞仿真是汽车被动安全性研究的关键技术和有效方法．应用美国ETA／VPG及LS—DYNA软件,按照欧洲侧面碰撞法规ECER95,对国产某轿车汽车侧面碰撞车身抗撞性能进行了计算机仿真分析．文中介绍了整车有限元建模及侧面碰撞仿真的方法及经验,分析了材料与焊点的模拟方式、时间步长、刚体、自接触的定义等对计算结果有影响的建模因素,并将模拟计算结果与实际碰撞结果进行对比．通过仿真和试验结果的比较,车身变形、加速度波形以及车体的运动基本一致,从而验证了文中汽车侧面碰撞仿真的建模方法,为进一步研究侧面碰撞人体伤害以及车身侧面抗撞性能的改进奠定了基础．     

汽车车身轻量化设计的途径

汽车车身轻量化不仅可以减轻汽车整车装备质量、降低制造成本,而且可以提高汽车的相关性能。本文根据笔者多年的设计经验,总结介绍了降低车身质量的途径与方法以及应注意的问题。     

轻质结构发动机罩设计研究

以汽车发动机罩为例，结合材料特性、生产工艺、连接工艺等方面因素，设计四种不同材料发动机罩结构方案．采用拓扑方法优化、改进结构，并通过有限元结构模拟计算，比较分析并评价各方案．选择其中综合性能优势最为显著的复合材料结构方案进行试制并试验．通过对比模拟计算结果和试验结果，验证了复合材料结构方案的性能优越性．在轻量化方法、设计试验规范、选材与结构等方面，为汽车车身的轻量化研究探索了一条技术路线。     

某车型正面碰撞耐撞性与轻量化研究

针对国内某款微型MPV,首先用有限元方法进行正面100%碰撞工况数值模拟和对标,在基础模型和试验数据的基础上进行正面碰撞的结构耐撞性优化。然后在保证车身结构满足耐撞性要求,刚度、模态等其他性能基本不变的前提下,最大限度地减轻各零部件的质量,实现车身的轻量化和成本控制。最后通过100%正碰实车试验验证了此结构优化和轻量化方案是可行的。     

CAX技术在汽车制造业的应用现状与展望

基于对CAX技术在我国汽车制造业应用的研究分析,就CAX技术在汽车模具设计、车身设计、底盘布置设计、汽车轻量化等方面的应用,阐述了CAX技术的应用状况及其发展前景,为CAX技术在我国汽车制造业的进一步应用和研究提供了借鉴.     

车门内板侧面碰撞的耐撞性有限元分析与轻量化设计

建立了汽车车门侧面碰撞的简化有限元仿真模型,通过仿真实验对汽车车门内板、刚性柱的侧面碰撞进行研究,得出车门内板结构的应力参数、等效应变参数,准确评估了车门的碰撞性.结合仿真模型研究结果,从内板选材的角度开展车门轻量化研究,将钢板材料的车门内板替换为铝合金材料.重新调整车门内板的厚度,优选基于各种车门内板的轻量化方案,分析比对不同轻量化方案进行碰撞仿真试验后的结果,从而实现设计方案的最优化.增强汽车内门侧面碰撞的安全程度,达到内板轻量化的目的.