轻量化及塑料玻璃在新能源汽车上的应用分析

聚碳酸酯（PC）材料具有设计自由度高、强度好、密度低、轻量化的特点．从新能源汽车轻量化的要求出发,分析了新能源汽车的轻量化工作,并从材料、产品性能、标准以及产业化方面研究了PC材料在新能源汽车轻量化领域的应用前景和存在的问题．PC塑料车窗机械性能优于传统玻璃,但其抗磨性能和耐候性能较传统玻璃差．Pc塑料车窗的应用目前急需建立自身的标准,同时进一步提高耐候性和耐磨性;PC塑料车窗导热性较传统玻璃差,塑料车窗电阻丝消耗功率和温度性能明显低于传统玻璃,塑料车窗的除霜除雾功能还有待解决．     

超细材料在塑料改性中的应用

纳米无机粒子应用于塑料的填充改性中，可产生许多性能优异的塑料复合材料。纳米二氧化钛（TiO2）在塑料改性中对塑料的增强增韧机理以及对塑料的各种性能都有影响。     

塑料后尾门的拓扑优化及其轻量化研究

针对某款集成塑料SUV汽车后尾门部件,建立不同工况下约束和设计目标的一体化模型,以最小质量为优化目标和不同区域厚度为优化变量进行轻量化拓扑优化分析。并对轻量化后的集成塑料后尾门进行刚度和强度的力学性能验证。结果表明：拓扑优化经过8次迭代后,其质量可从1.077×10^-2MIN降为8.830×10^-3MIN,实现减重20%的轻量化目标。试验结果发现轻量化后的样品刚度和强度等力学性能指标,能满足塑料后尾门力学性能要求。拓扑优化分析为集成塑料后尾门的轻量化设计提供了有效参考。     

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。     

镁合金在座椅骨架轻量化设计中的应用

对某国产车型的后座椅骨架进行了镁合金替代设计,提出采用镁合金挤压型材和冲压板件结合的一件式结构,使座椅骨架的质量减轻41.3%,实现了轻量化的目标.利用有限元软件对原结构和新设计方案分别进行数值计算,保证新设计座椅骨架结构的模态、强度和刚度等性能指标均达到相关法规要求.     

基于拓扑优化的复合材料汽车座椅骨架设计

为满足汽车座椅轻量化和安全性的需求,综合采用轻量化材料和结构拓扑优化设计技术,提出了一种碳纤维复合材料乘用车座椅设计方法.新型座椅骨架由碳纤维层合板外壳和短切碳纤维加强筋两部分组成.首先,为提高座椅结构刚度和稳定性,利用结构拓扑优化技术在碳纤维层合板外壳区域内布置合理的加强筋,然后,通过优化碳纤维层合板外壳,提高结构整体刚度,降低骨架质量.结果表明,与参考钢制骨架相比,新型座椅骨架不仅整体刚度得到大幅提升,而且质量减少了30.72%,有显著的轻量化效果.     

Utilization of waste polyethylene terephthalate as a reducing agent in the reduction of iron ore composite pellets

The increasing consumption of plastics inevitably results in increasing amounts of waste plastics. Because of their long degradation periods, these wastes negatively affect the natural environment. Numerous studies have been conducted to recycle and eliminate waste plastics. The potential for recycling waste plastics in the iron and steel industry has been underestimated; the high C and H contents of plastics may make them suitable as alternative reductants in the reduction process of iron ore. This study aims to substitute plastic wastes for coal in reduction melting process and to investigate their performance during reduction at high temperature. We used a common type of waste plastic, polyethylene terephthalate (PET), because of its high carbon and hydrogen contents. Composite pellets containing PET wastes, coke, and magnetite iron ore were reduced at selected temperatures of 1400 and 1450°C for reduction time from 2 to 10 min to investigate the reduction melting behavior of these pellets. The results showed that an increased temperature and reduction time increased the reduction ratio of the pellets. The optimum experimental conditions for obtaining metallic iron (iron nuggets) were reduction at 1450°C for 10 min using composite pellets containing 60% PET and 40% coke.     

汽车安全碰撞问题的数学模型

运用非线性数值计算方法摸拟冲击碰撞时粘滞弹塑性材料的应力场分布.发现其结果与P-T/T（Maxwell）应力微分方程相同，其冲击加速度数值解与EEVC实验吻合.由此而得到弹塑性复合材料的冲击碰撞应力场合理数值结果，并运用后估计算法对冲击碰撞大变形应力场初始阶段进行了模拟，对汽车安全技术被动保护装置的气流触发控制数学模型的建立提供了可靠依据.     

桥梁固定式防撞钢套箱能力曲线的解析计算方法

基于船-船碰撞解析研究,分析了钢套箱竖向外板、横肋、竖桁等构件的变形机理与破坏模式,讨论了钢套箱在不同撞击位置下的撞击力差异. 结果表明：由于钢套箱与船舶舷侧结构的尺寸差异,其横竖桁排布密、间距小,使得撞击点处相邻构件能够很快参与受力,不同撞击位置下的撞击力差异并不显著. 结合不同外形船艏撞击下的钢套箱受力情形,建立了典型的碰撞场景模型,提出了同时适用于带球艏船舶、楔形艏船舶撞击下的钢套箱抗撞性能的解析计算方法. 采用提出的解析计算方法,计算了固定式钢套箱在不同外形船舶撞击下的撞击力-撞深曲线,通过与精细有限元分析结果对比表明：解析计算方法的结果与精细有限元分析结果较好地吻合,证明了解析方法的有效性.     

High-performance thin-film transistors using semiconductor nanowires and nanoribbons

Thin-film transistors (TFTs) are the fundamental building blocks for the rapidly growing field of macroelectronics. The use of plastic substrates is also increasing in importance owing to their light weight, flexibility, shock resistance and low cost. Current polycrystalline-Si TFT technology is difficult to implement on plastics because of the high process temperatures required. Amorphous-Si and organic semiconductor TFTs, which can be processed at lower temperatures, but are limited by poor carrier mobility. As a result, applications that require even modest computation, control or communication functions on plastics cannot be addressed by existing TFT technology. Alternative semiconductor materials that could form TFTs with performance comparable to or better than polycrystalline or single-crystal Si, and which can be processed at low temperatures over large-area plastic substrates, should not only improve the existing technologies, but also enable new applications in flexible, wearable and disposable electronics. Here we report the fabrication of TFTs using oriented Si nanowire thin films or CdS nanoribbons as semiconducting channels. We show that high-performance TFTs can be produced on various substrates, including plastics, using a low-temperature assembly process. Our approach is general to a broad range of materials including high-mobility materials (such as InAs or InP).     

铝合金与玻璃钢汽车引擎盖的生命周期评价

文章对铝合金和复合材料汽车引擎盖的生命周期环境影响进行了评价和对比分析,结果表明,在原材料获取阶段和加工制造阶段,铝合金引擎盖的环境影响大于复合材料引擎盖,使用阶段的低油耗使得前者的生命周期环境影响小于后者。由分析单一引擎盖零部件扩展到整车,将使用100kg铝合金的汽车A与使用120kg复合材料的汽车B进行对比分析。汽车A的生命周期环境影响小于汽车B,但在车辆行驶至第7年之前,即累计行程为14.85×104 km,汽车A生命周期环境影响大于汽车B。     

新型建材塑料的特性及应用

结合塑料的特性，论述了塑料管、塑料门窗、塑料地板、塑料墙纸、塑料住房、塑料屋顶、工程塑料等方面的应用前景，并给建筑行业带来经济效益和社会效益。     

汽车安全与人体损伤生物力学的有限元模拟研究

汽车安全是汽车产品研发中必须首先考虑的一个重要因素.新汽车产品不但需要满足或超过各国制定的安全法规,也要满足使用者对安全性能的期望和要求.市场调查表明:约有78%的美国新车购买者愿意多付钱来购买额外的汽车安全性能.汽车安全技术与人体损伤生物力学有着依赖关系,对汽车安全性能研发的成功与否,很大程度上取决于是否能通过人体损伤生物力学的损伤标准.文中就汽车安全与人体损伤生物力学的因果关系进行深入浅出的分析和讨论,对人体损伤生物力学与汽车安全的未来研究趋势提出笔者的新见解.     

精密仪器承载板的多尺度轻量化设计

针对过载下航空零件精密仪器承载板的结构轻量化和力学性能提升的需求，融合拓扑优化和点阵优化的优点，以结构最小柔顺度为约束、质量最小化为目标，提出了一种拓扑优化与点阵优化相结合的多尺度轻量化设计方法，并对关键参数格栅结构、格栅填充比和体积约束设计了三因素三水平正交实验，在保证安全性能的前提下使优化件达到质量最轻。结果表明，多尺度轻量化后的仪器承载板的质量减轻了85.2%,过载下的变形降低了29.07%,结构的动力学性能得到提升。在拓扑优化基础上再采用格栅结构填充的多尺度优化设计方法可降低优化件的质量，为航空领域中承载板类零件的轻量化设计提供了参考。     

基于多目标的纯电汽车全铝车身轻量化设计

为了提高全铝车身整体轻量化水平,提高纯电汽车续航里程,在汽车概念设计阶段引入轻量化开发理念。首先利用SFE参数化建模软件,建立全铝车身的参数化模型;进一步结合车身灵敏度分析及Isight集成优化技术找出对刚度、模态、安全等性能目标参数影响明显的零部件,确定各零部件对性能的敏感程度,再进行多学科优化分析。结果表明：通过优化分析,白车身质量减轻5.3 kg,整体性能水平满足设计要求,达到轻量化目标。     

塑料及其成型加工技术的现状与发展

通过对塑料重要性的介绍,探讨了今后塑料的发展趋势,并对电磁动态成型技术等塑料成型加工领域方面的新技术和研究进展进行了阐述.     

对研究废旧塑料改性沥青的思考

塑料沥青（Plastic-asphalt）研究已超过25年,但仍未能实现规模化工程应用。除抗离析困难外,问题还包括：1）回收混杂塑料组成、性质多变,自成系统（Plastic system）,其改性沥青研究不同于单一树脂,必须掌握各变因对沥青性能的影响规律,但学术界对此关注很少;2）多种废塑料已在其它行业得到较好利用,仅以相容性标准选择改性材料使塑料沥青逐渐失去环保意义;3）塑料沥青低温变形能力差,开裂准则的争议影响其抗裂性能评价。特别对1、2两个问题若再不加以重视,塑料沥青只会继续＂纸上谈兵＂。文章以价格反映各塑料品种需求状况,由此划定适宜于改性沥青的塑料系统范围;绘图描述塑料系统并总结各系统变因（化学式、链结构、分子量及其分布、助剂、杂质）对沥青性能的影响;分析塑料微粒受力情况并综述塑料沥青抗离析研究。     

Lightweight design of automotive front crossbeam assembly

This paper reviews the development course of the front crossbeam assembly for a self-owned brand vehicle model based on lightweight and passive safety performance.Combining with an A00 model variant,the paper details the design of extruded aluminum-alloy front crossbeam assembly from the perspectives of optimal design,performance verification, lightweight effect and cost control.The following results in the technical and engineering applications have been achieved.The weight of the developed aluminum-alloy crossbeam can be reduced by 51%.The simulated analysis of the collision rigid wall,the 40%offset hammering as well as the static crush test of energy-absorbing box show that alter reasonable materials matching and size optimization of the crossbeam and the energy-absorbing boxes,the level of crash safety can be improved.The price of aluminum-alloy front crossbeam can be lowered by using the extruding die instead of the stamping die to reduce the die cost-sharing.     

车用碳纤维复合材料性能及成型工艺

 碳纤维复合材料(CFRP)具有高强度、高刚度、高断裂韧性、耐腐蚀、高阻尼等特点,可大幅提高汽车服役寿命、燃油效率和安全舒适性,已被公认为汽车工业领域最理想的轻量化材料。但由于传统复合材料成型工艺来源于品种多、批量小、高成本生产的航空工业,为了满足车用CFRP 对高效率、低成本、规模化、自动化制造技术的迫切需求,国际主流车企结合车身部件设计灵活、厚薄不均、复杂程度地不同的具体特点,开发了众多差异化的新型快速成型工艺,以实现最小碳纤维用量下最大程度地发挥复合材料功效的目的。本文通过与高强钢、铝合金、镁合金等其他先进轻质材料的对比,介绍了碳纤维复合材料在使用性能上的多样化特点及显著优势;并结合车用碳纤维复合材料部件典型应用案例,分析了当前最具发展潜力的差异化快速成型工艺。     

钢筋轻骨料混凝土框架节点的试验研究

本文论述了四个钢筋轻骨料混凝土框架梁柱节点组合体在低周反复荷载下的试验结果。分析了梁端塑性饺区和节点核心区的强度、变形和粘结锚固性能。提出了设计建议。