基于安全、轻量化、可靠性多目标的新能源汽车电池包壳体开发

电池包作为新能源汽车的动力源,是新能源汽车最重要的部件之一,而电池包壳体对电池包乃至整车起重要保护作用,是新能源汽车的关键部件。电池包壳体质量占整车的2%~6%,电池包壳体对汽车轻量化同样起到重要作用。基于全球汽车产业的节能减排发展目标,从安全性、轻量化、可靠性3个角度出发,论述了新能源汽车电池包壳体开发的行业发展现状,展望其未来的发展趋势,同时针对这一领域存在的共性关键技术问题进行了讨论。

浅析尺寸工程在汽车产品开发中的应用

为提高整车缝隙的外观感知质量,阐述了汽车在产品开发全生命周期的尺寸工程工作内容及应用,进而引入用户视角,构建兼顾客观数值和主观用户感知的整车静态外观尺寸技术规范(DTS)设定思路;应用虚拟评审技术,保证DTS设定的合理性;建立精致工程及看穿性评价标准,实现兼顾造型意图和工艺能力的实车效果,旨在平衡成本和质量,从而实现质量目标。

基于热压罐成型工艺的碳纤维发动机罩制造技术

为了试制合格的碳纤维发动机罩产品,解决制造过程中的技术问题,采用计算机辅助工程(CAE)分析方法对产品进行结构优化与仿真分析,确定制造技术方案,优化产品铺层技术数据、热压罐成型技术参数及模具工装开发方法,获取碳纤维复合材料产品的开发技术规范及工艺试制经验。碳纤维复合材料产品的开发及工艺制造过程复杂,技术规范与试制经验对产品质量有较大影响。

不同边界条件下汽车前副车架模态分析

为指导副车架模态分解及目标设定,改善副车架动态性能,探讨了不同边界条件下汽车前副车架模态特性。用HyperMesh软件建立了副车架仿真模型,对服役状态和刚性状态边界条件进行正交试验设计,用OptiStruct软件对副车架模态进行了数值计算和对比分析。结果表明,车身连接点刚度的处理方式是决定副车架模态特性的主要因素,而下控制臂、稳定杆及转向器连接点橡胶衬套刚度是影响副车架模态特性的次要因素,不同的边界条件下副车架模态差异较大,要依据具体边界条件来进行副车架模态分解及目标设定。

基于Moldflow的汽车后保下支撑件翘曲变形研究及优化

本文对某汽车后保下支撑件这种大的薄壁注塑产品为研究对象,由于产品本身复杂的结构及增强型高分子材料特性的影响,容易造成最终制品的收缩不均,产品注塑成型后产生较大的后收缩而导致翘曲变形。本文利用Moldflow软件对产品注塑过程进行模拟仿真,结合扫描测量的产品实际变形结果,验证了Moldflow模拟仿真计算的准确性,并针对性的提出了结构优化的方案,最终实施优化方案并解决了产品翘曲变形导致的安装孔偏心问题。

基于博弈论的一体化防撞梁多目标优化设计

为提高一体化集成设计防撞梁的碰撞安全性,将防撞梁耐撞性和轻量化的多目标优化模型转变为博弈模型并形成映射关系,以比吸能和质量作为博弈双方进行博弈,通过引入博弈距离和博弈力矩进行策略归属构建,并结合博弈效用函数将模型仿真转化为数值优化,通过对博弈效用函数进行纳什均衡分析得到最优解。结果表明,相比于初始设计,博弈设计的一体化防撞梁质量减轻了26.47%,比吸能增加了22.18%,所提出的算法相比于传统优化算法具有更好的稳定性和优化效果。

汽车碰撞关键件非线性拓扑优化设计

由于汽车碰撞安全法规的升级以及轻量化的需求,对汽车碰撞关键件的优化提出了更高的要求。基于混合元胞自动机法,给出了汽车开发详细设计阶段在复杂工况下实现非线性拓扑优化的流程。首先,将整车模型根据工况特点简化为等效模型;然后,基于等效模型开展非线性拓扑优化设计;最后,将等效模型优化结果应用于整车模型中进行验证,完成轻量化设计,其中,对于侧面柱碰撞工况动力电池的防护,以门槛梁为优化对象,在原有优化结果的基础上通过设计使重量减小了12%。针对《中国保险汽车安全指数测试评价规程》(2023版征求意见稿)中侧面碰撞工况后的车门侵入过大问题,采用非线性拓扑优化对C柱钣金进行设计,使重量减小了13%。

轿车车身模态修改灵敏度计算分析

本文进行了某承载式轿车车身结构的低价模态参数修改灵敏度分析及应用探讨,提出了车身基本抗扭承载区及空间基本抗弯盒的概念。

车体多柔性件装配的误差分析

以桑塔纳轿车侧围装配为主线 ,建立了整个车体装配关系树 .按照装配关系树各层之间的拓扑结构 ,综合各个柔性件在装配过程中的变形特征及焊接工夹具等因素 ,建立了车体装配误差传递关系 ,导出了柔性件装配误差均值和均方差的计算公式 ,比较了多柔性件串联和并联装配过程中的误差累积 ,对两个柔性件在串联装配时的误差进行了数值分析 .实例证明 ,本研究方法是可行的 .

基于感性意象的越野车造型设计研究

汽车外观造型对于用户的情感体验至关重要,汽车外观造型与用户主观偏好的匹配程度成为汽车造型设计成败的重要因素。选取典型汽车外观造型风格意象词汇进行研究,利用语义差分法(SD法)等对感性意象词汇进行视觉化描述和量化表达;将汽车造型抽象并简化为造型特征线,利用贝塞尔曲线进行量化描述,基于感性工学原理与方法研究汽车造型特征线和感性意象词汇之间的映射关系,并以此结果指导越野车的造型设计,从而提升越野车造型设计与感性意象之间的匹配度,降低越野车造型设计开发的市场风险。

新型骨架式轿车车身开发研究进展

新型骨架式车身主要由骨架和蒙皮组成 ,它具有减少模具制造成本、缩短开发周期、减轻质量等优点。本文总结了骨架式车身在国内外的研究进展 ,重点讨论了开发这种骨架式车身的几个关键技术 ,包括车身新材料如高强度钢板、铝合金以及拼焊板的开发和应用技术 ,新工艺如温成形、液压胀形。

基于虚拟迭代的轿车车身耐久性虚拟试验方法

针对轿车车身开发过程中传统耐久性试验周期长、费用高且不容易在开发前期暴露风险的问题,采用虚拟试验方法,基于实测道路载荷谱并结合多体动力学及有限元仿真技术进行车身疲劳寿命预测.仿真结果与实测应变片台架试验结果一致性很好.该方法能够快速反映风险,大幅缩短开发周期、降低费用.

轿车车身模态分析及结构优化设计

在保证车身结构力学特性的前提下,对白车身结构进行了简化,并以四边形板壳单元为主要离散单元,建立了某自主研发轿车白车身的模态分析有限元模型。通过对该有限元模型进行的自由模态分析,得到白车身的各阶模态频率和模态特性,为动态设计提供了参考依据。针对分析得到的局部不合理结构进行了零件结构和布局的优化设计,使整车刚度更趋合理。

环面玻璃轿车车门设计方法研究

对现代环面玻璃轿车车门的设计方法和流程进行了探索;利用UG18软件实现了门窗的几何设计和运动分析,包括相应的玻璃、玻璃导槽、密封条等附件和窗台结构的设计与分析。

轿车侧框冲压成形过程的仿真与试验分析

用数值仿真与实验分析方法研究轿车侧框的拉延成形过程．根据计算结果，对成形后的厚度变化和变形余裕度以及侧框成形的材料参数进行了讨论．通过仿真计算和实际冲压结果的比较，评价了覆盖件冲压成形仿真建模的合理性和仿真结果的准确性．结果表明，拉延后侧框在几个拐角处应力明显集中，接近局部颈缩，可能在后续工序中出现颈缩甚至破裂；动态仿真技术可准确地分析覆盖件的冲压成形过程．

轿车车身结构概念模型中接头的模拟

提出了“接头单元”的概念，以车身某一立柱上接头为例，计算了接头柔度，并研究了在车身结构概念模型中模拟接头的方法。此外，还分析了接头柔度对整车刚度的影响。

基于侧面碰撞的热成型高强度零件开发

以某型轿车为例,基于轻量化车身目标进行准静态三点弯曲和动态冲击数值模拟分析,获得了适合车身结构的高强度热成型零件。根据C-NCAP法规要求,通过动力显示仿真软件LS-DYNA建立了整车车身侧碰模型,将优化设计零件引入整车进行侧碰仿真对比分析。结果表明,采用1.6 mm热成型防撞梁替换原2.5 mm普通高强度钢防撞梁后,整车车身侧碰抗撞性能获得大幅改善且车体变形显著减小,车身质量减轻3.7 kg,整车减重0.28%。

基于模态灵敏度分析的某乘用车白车身结构优化设计

建立了某乘用车白车身模态有限元分析模型,计算了白车身的振动模态。对白车身1阶扭转频率对各板件厚度的灵敏度进行了分析,得到相对抗扭灵敏度较大的板件。以这些板件为设计变量,对白车身结构进行优化设计。优化后车身的1阶扭转频率由25.24 Hz提高为27.007 Hz,避开了发动机激励的共振频率,增强了整车强度。

白车身接附点动刚度优化设计

白车身接附点动刚度性能对整车NVH有较大影响,通过对关键点进行动刚度分析,可以为车辆NVH性能改进提供理论参考,同时有利于缩短开发周期及降低开发成本。以某款车型为研究对象,阐述了详细工程设计阶段白车身接附点动刚度分析的基本原理、分析方法及评价标准,建立白车身有限元模型,利用NASTRAN进行模态频率响应分析,并结合该车型动刚度计算结果对相对薄弱点进行结构优化设计。通过动刚度锤击试验与CAE分析结果进行对比,验证了后者的准确性,从最大程度上保证了该车中低频NVH性能。

基于全局响应面法的电动轿车白车身多目标优化

文章在分析电动轿车车身结构的基础上,采用HyperWorks软件,建立了某款电动轿车白车身有限元模型,并对其进行了扭转刚度分析、弯曲刚度分析、自由模态分析;在此基础上通过灵敏度分析选出顶盖、前地板、后地板、侧围外板、外挡泥板、后轮罩、地板纵梁的板厚作为优化变量,以一阶模态避开路面对汽车的激励频率(大于25Hz)及扭转刚度满足设计要求为约束,以白车身总质量、弯曲刚度为优化目标,运用全局响应面法进行多目标优化,以获得较好的改进方案。