金属材料在汽车轻量化中的应用与发展研究

汽车轻量化成为汽车制造业发展的主要方向.在阐述汽车轻量化概念及意义基础上,探讨铝、镁、钛、高强度钢等金属材料的特点及其在汽车轻量化中的应用.     

汽车用高强度钢板现状和发展趋势

随着汽车工业的发展,新型的高强度、高性能钢板在汽车行业中得到越来越广泛的应用,这是汽车减轻重量、提高安全性的基础.本文介绍了几种高强度钢,如高强度IF钢、双相钢、相变诱发塑性钢、含磷高强度钢、马氏体钢、孪晶诱导塑性钢等的原理、性能以及开发和进展情况.     

汽车覆盖件用钢板的性能与发展趋势分析

对汽车覆盖件用钢板的主要类型、性能和使用特点进行了综述。分析表明:具有较好综合力学性能和烘烤硬化特性的含磷铝镇静钢板,适应超深冲零件的IF钢板,具有耐腐蚀性能的镀锌钢板以及适应汽车轻量化需要的高强度钢板是目前汽车用钢应用的主要种类和新钢种开发的重要方向。     

高强度钢板热成形性预测研究进展

高强度钢板热冲压成形是实现车身轻量化、保证安全性的重要途径,近年来得到汽车和钢铁工业的广泛关注与应用。由于高温工况的引入,高强度钢板的力学行为表现出明显的应变率和温度相关性,为准确评价板料的热成形性带来了挑战。概述了热冲压技术的工艺特点,从热成形极限实验和理论预测两方面展开讨论,介绍了国内外学者的相关研究工作,分析了应变成形极限方法存在的不足,引出了基于损伤力学理论的板材成形性评价方法,分别介绍了连续介质损伤和细观损伤理论在板材成形性方面的若干研究,以及材料损伤参数的识别方法。结合热冲压技术的工艺特点,指出热冲压高强度钢的损伤研究应采用实验、理论及数值仿真相结合的方式,并充分考虑温度、加载速率以及应力状态对损伤演化的影响。本研究可为完善损伤理论在金属板材热冲压中的应用提供借鉴。     

卡车用BIF340和St14钢板冲压成形的数值模拟分析

针对汽车典型冲压件单曲度扁壳,建立其冲压模型,应用Dynaform的数值模拟技术对高强度钢板BIF340的成形性能进行了研究。结果表明,用高强度钢BIF340代替St14成形汽车冲压件,通过反复优化工艺参数,高强度钢表现出了良好的成形性,并且所成形零件的厚度分布均匀性得到改善。同时还可知用高强度钢BIF340代替St14成形汽车冲压件,压边力需要变小,冲压速度变小,零件厚度变薄。     

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。     

超高强度钢防撞梁热成形改冷冲压工艺设计及优化

安装在车门内的防撞梁是提高轿车侧碰撞安全性的关键部件,国外高安全性轿车都采用超高强度钢板制造防撞梁,但超高强度钢板成形困难,普遍采用成本高的加热成形方法。笔者介绍了采用有限元分析软件Dynaform对某高级进口型轿车超高强度钢防撞梁热成形改冷冲压工艺过程进行模拟仿真,并优化成形工艺,主要研究了温度对超高强度板内部组织变化起的作用。通过模拟和实际对比研究工艺补充面对零件成形及回弹的影响,并设置凸顶得到了优化的工艺型面,为同类相关高强度钢零件的生产起到了指导作用。     

全球汽车轻量化专利技术研发态势

汽车轻量化是实现节能减排的重要措施,是汽车工业、能源战略、环境工程等发展的主流方向之一,轻量化手段主要集中在结构优化设计、轻量化材料应用、先进制造工艺等方面。本文通过收集Derwent Innovations Index、Pro Quest Dialog和中国知识产权局等专利数据库涉及到汽车轻量化的专利数据,应用TDA、Thomson Innovation、INNOGRAPHY等主流情报分析工具对相关轻量化专利数据进行分析,探讨了以下几个方面:1)汽车轻量化技术在全球的研发现状、研发趋势、研发热点;2)主要国家和企业的研发方向及专利布局;3)结构优化设计、轻量化材料应用、先进制造工艺等的研发重点;4)耦合专利评价综合指标,分析汽车轻量化技术领域中的高价值专利,进行核心专利分析。     

高强度钢保险杠成形工艺及回弹控制的数值模拟优化

采用高强度钢板制造的保险杠能大大提高乘员安全性,但高强度钢板成形非常困难,国内可供参考的成功案例非常有限,如果采用国外热成形技术又会显著增加成本且效率低。只能在现有水平下采用先进的数值模拟技术与调整冲压工艺相结合才能解决该问题。介绍了采用有限元分析软件Dynaform对某轿车高强度钢保险杠冷冲压成形过程进行模拟,发现回弹和破裂是其主要缺陷。通过研究工艺补充面对零件冲压成形以及回弹的影响,并总结出规律,然后对工艺补充部分进行调整,并设置凸顶得到了优化的工艺型面,最终一举取得成功,为同类相关高强度钢零件的生产起到了指导作用。     

钢铝混合汽车前纵梁的耐撞性优化方法比较

为了解决汽车前纵梁碰撞时峰值碰撞力和吸能量之间的矛盾,通过对前纵梁前端使用铝合金、后端使用高强度钢板,提出了一种钢铝混合前纵梁结构.以纵梁两端所用材料类型及厚度为组合变量,建立了该结构轻量化和耐撞性多目标优化问题的数学模型,并对多项式、Kriging和径向基函数(RBF)3种常用近似模型解决该特定问题的适用性进行了研究.结果表明,RBF更适合作为近似模型解决材料类型和板厚的组合优化问题,且优化后的前纵梁结构能在改善耐撞性的同时,显著提高轻量化水平.