以3D增材制造项目为牵引的项目驱动式教学改革探讨——以汽车车身结构与设计为例

为了更好地提升教学效果、培养学生综合能力,文章基于汽车车身结构与设计课程内容与课程目标,提出了一种以3D增材制造项目为牵引的项目驱动式教学改革模式,该模式以“高阶性、创新性与挑战度”为要求,以3D增材制造项目为牵引,构造出具体的结构设计及优化理论与制造实践相结合的教学项目,构建了“设计-优化-制造-测试-应用”全过程的项目驱动教学内容体系。在教学课程实施过程中,学生可充分接触产业前沿,自主探究学习先进理论,并充分锻炼学生解决复杂问题的综合能力,培养出满足产业发展的高素质高能力工程人才全面提升学生能力。

低噪声柔性加固基层沥青路面结构设计研究

为减少沥青路面的不平整度,提升路面结构承载性能与行车舒适性,开展低噪声柔性加固基层沥青路面结构设计研究。首先,根据设计目标和工程需求,确定合理的级配范围;其次,基于路面结构层厚度力学分析结果,设计路面结构层厚度;最后,利用低噪声柔性加固基层技术设计沥青路面的各个层次结构。应用分析结果表明,应用文章提出的设计方法后,路面平整度均方差始终较低,可以有效改善沥青路面的平整度,保证路面性能与行车舒适性。

205/55R16低噪声轿车子午线轮胎的设计

介绍205/55R16低噪声轿车子午线轮胎的设计。结构设计:外直径629 mm,断面宽221 mm,行驶面宽度170 mm,行驶面弧度高10.2 mm,胎圈着合直径401.2 mm,胎圈着合宽度185.4 mm,断面水平轴位置(H1/H2)0.974,胎面采用对称花纹设计,花纹深度6.8 mm,花纹饱和度67.7%,花纹周节数72。施工设计:胎面胶配方采用溶聚丁苯橡胶和高分散性白炭黑,带束层采用2层3×0.3ST钢丝帘线,胎体采用1层1440dtex/2聚酯浸胶帘布,采用一次法成型机成型、液压硫化机硫化。成品轮胎性能试验结果表明,轮胎充气外缘尺寸、强度性能、高速性能、耐久性能和低气压耐久性能达到设计要求,通过噪声达到一级水平。

车内低频噪声声固耦合及试验优化设计

利用某国产轿车的声固耦合有限元模型对车内低频噪声进行了预测、分析和优化,并通过实车道路试验得到动力总成悬置激励、路面通过悬架传递到车身的激励以及驾驶员耳旁声压级响应。将测得的激励施加于模型中的相应位置进行频率响应分析,并预测车内低频噪声。从预测结果与试验结果的对比可以看出,二者具有较好的一致性,证明了轿车声固耦合模型的有效性。分析了驾驶员耳旁声压级对车身结构各壁板的灵敏度,根据灵敏度分析结果,应用涂贴阻尼层的方法对车内噪声进行控制,通过对阻尼层的试验优化设计,优化了涂贴阻尼层的密度及厚度。优化后车内噪声峰值降低了1.13dB(A),总声压级降低了0.62dB(A),阻尼层的总质量降低了1.935kg。

降低双层加肋圆柱壳低频噪声的声学设计技术

通过增大双层加肋圆柱壳的刚度降低低频噪声,使用数值仿真技术,评价结构的声学性能,发现增大双层加肋圆柱壳结构刚度,可在低频段有限频率范围降低结构的振动与声辐射。采用增大局部结构刚度的方法,对于降低水下结构的局部振动与低频噪声辐射效果显著。

工业平缝机噪声源定位与低噪声结构设计

为了确定工业平缝机的噪声源,进而开展低噪声结构设计,首先进行平缝机振动与噪声信号测试实验,通过振动与噪声信号的时域分析,确定出机架产生共振是导致噪声峰值产生的原因;通过振动加速度信号与噪声声压信号的常相干分析和重相干分析,确保振动加速度信号能准确解释噪声声压信号。然后通过振动与噪声信号的偏相干分析,确定机架Z方向的振动为噪声产生的主要原因,机架应作为平缝机低噪声结构设计对象。最后基于噪声源定位结果,进行机架低噪声结构设计。实验结果证明,改进后的机架能降低平缝机运行噪声,证明噪声源定位结果有效。

低载强化特性在汽车结构件设计中的应用

提出了一种汽车结构件的设计方法。该方法以材料和结构件的低载强化特性为依据,以经低应力载荷强化后的材料或结构件的疲劳极限提高的最大临界载荷为目标,以提高可承受的使用应力为核心,在保证汽车使用性能的前提下,充分发挥结构的强度潜力,实现在减轻质量的同时降低成本的汽车轻量化设计,同时也为其它车辆和机械的结构轻量化设计提供了技术参考。

车身薄壁梁结构轻量化设计的理论研究

薄壁梁是车身骨架结构的基本承载单元 .为研究车身轻量化对其刚度的影响 ,首先推导了两端固支梁的静态弯曲和扭转刚度表达式 .为获取最佳截面的轻型结构 ,分别研究了薄壁梁的截面尺寸和壁厚等几何参数对其刚度 质量比的影响 .分析了用轻质材料替代传统钢材对其刚度和结构尺寸的影响 .对开环与闭环截面梁的刚度 质量比进行了比较 .分别找出了能显著影响上述薄壁梁的弯曲和扭转刚度的几何和材料参数 .提出了获得高刚度车身典型薄壁梁的轻量化设计原则 .

圆柱薄壳结构动态综合优化

根据低噪声水下航行器壳体的设计要求,通过分析水下圆柱壳体结构振动和声辐射特性,及应满足的稳定性和强度要求,得出了低噪声圆柱薄壳结构优化设计方法。运用MATLAB优化工具箱对鱼雷圆柱壳体进行了结构优化设计,通过分析得出该圆柱壳体应满足的约束条件,得出了优化结果。

车身结构的低噪声优化设计研究

在动态子结构修改方法的基础上,建立了车身结构的低噪声优化设计模型。然后,对某型国产轿车的车身乘坐室进行低噪声优化设计计算,并在计算结果的指导下进行降噪处理,获得了较为明显的车内降噪效果,同时也验证了所建立的优化设计模型的正确性和有效性。

汽车车身轻量化发展方向探讨

系统阐述了汽车车身轻量化设计过程中运用的3种主要方法:在车身结构优化设计方面,详细介绍了拓扑优化、灵敏度分析和形貌及尺寸优化在车身轻量化设计中应用的步骤及方法;在先进工艺应用方面,介绍了激光拼焊板、热冲压成形技术、辊压成形技术的优缺点,以及这些先进工艺应用于车身的位置;在车身新材料应用方面,介绍了高强度钢板、铝合金、塑料及高分子复合材料、静音钢板和结构发泡材料等在车身上的应用及发展情况.以大量实例和统计数据,并通过表征车身轻量化的关键指标——车身轻量化系数验证,得出汽车车身轻量化设计的步骤及发展方向.

低噪声桥梁伸缩装置的设计

设计了一种参数化驱动的新结构的伸缩装置.在结构上采用焊接加强筋和N型钢板等方式,减少车辆和桥梁在伸缩装置对接处的震荡噪音,提高车辆的舒适度和桥梁的可靠性,同时使用螺纹钢,加大与混凝土的接触面积,提高此装置的承载能力和使用寿命.装置结构简单,加工难度低,安装和维护简单.

汽车车身结构件设计与性能计算分析

车身结构是汽车的重要组成部分,整车的产品性能很大一部分取决于车身的性能。介绍了汽车车身性能要求,详细论述了车身结构件的设计方法,并结合实例,通过性能计算分析证明了该设计方法的可行性和合理性。

基于C-IASI的乘用车低速正面碰撞前端结构改进设计

分析目前中国保险汽车安全指数(C-IASI)关于低速结构正面碰撞试验后车辆维修经济性的设计要求,针对某自主品牌车型在该试验中出现的纵梁结构变形导致维修费用高昂的问题,运用有限元分析技术建立整车碰撞仿真模型,提出车身结构改进设计方案,进行基于优化方案的实车试验验证。结果表明,优化设计方案能够促进吸能盒充分变形吸能,有效降低低速结构正面碰撞中车身纵梁的变形,显著提高车辆低速碰撞后的维修经济性,其评级从"较差"提升至"一般"。

基于低成本的轿车车身结构设计与研究

为了降低轿车车身的制造成本,探索了低成本车身的设计方法,包括选用价格低廉的材料,提高材料利用率,简化车身结构、减少用料,注重车身性能设计,工艺降成本,边角处造型面平缓化,降低车身附件使用量等措施。将上述设计方法应用到某款车身设计上,达到降成本11%的效果。因此在车身开发过程中考虑低成本设计方法的运用,能大大降低汽车产品的制造成本,提升其市场竞争力。

高速列车车内噪声预测及分析

以高速列车为研究对象,利用有限元法建立其车身结构和车室空腔模型,并建立车室声固耦合模型,计算出考虑声固耦合时车身模态与相应的结构模态,经分析得出:车室声腔对车身的作用不能忽略。为了了解高速列车的车内噪声情况,在高速列车上进行了现场噪声测试,得出车体振动主要引发车内中低频段噪声。另外,在考虑车身内饰和座椅吸声性能情况下,对车内噪声进行仿真和计算,获得了车内噪声的声场分布情况,从而可以指导高速列车车体结构的低噪声设计,节约产品研发时间及成本。

分体式车身防雨密封结构的设计研究

针对分体式车身的结构特点,介绍了分体式车身风窗玻璃安装密封结构、车门总成密封结构、车门门口密封结构、前风窗与前围和顶盖连接密封结构及顶盖与后侧围密封结构的设计方案,并通过淋雨试验验证了设计方案的可行性。

汽车车身零件一模两件中间切断的模具设计

结合了车身零件加强板本体前轮罩的成形特点,对对称性采用中间切断的汽车车身零件的修边模具进行研究。介绍了汽车覆盖件修边废料排除方案的设计要点及调试经验。

薄板结构低噪声仿生拓扑优化方法

针对薄板结构的低噪声设计问题,以结构声辐射功率最小化为优化目标,借鉴植物脉序分枝结构的构型特征,提出了薄板结构加强筋布局的仿生拓扑优化方法。以结构应变能最小和释放局部最大剪应力作为加强筋主脉和次脉的生长准则,以广义Murray准则作为加强筋脉序的分歧准则,构造了具有脉序分级特征的加强筋自适应生长算法。以固支薄板结构的横向弯曲振动及声辐射问题为典型算例,对比分析了仿脉序分布加筋板结构的声辐射功率和振动功率流的分布特性。数值结果表明,与相同体积约束下的正交加筋布局方式相比,仿脉序分布加筋方法使薄板结构具有更优的声振特性,进而验证了薄板结构加强筋仿生布局降噪方法的有效性与可靠性。

低噪声沥青路面的应用研究

随着人们对城市道路交通噪声的不断重视,低噪声沥青路面应用成为环保城市建设的趋势。该文介绍了北京市京通快速路北辅路中国传媒大学段铺筑的低噪声沥青路面示范工程的研究,包括路面结构及排水设计、原材料要求、配合比设计和效果评价。检测结果表明该低噪声沥青路面示范工程具有较好的降噪效果,且渗水性和抗滑性等其它功能良好。