一次成型轻量化车身的关键技术研究

以开发轻量化车身为目的,应用车身优化设计方法及理论设计了整体一次成型的塑料车身.有限元分析结果显示,该车身的振动频率偏低,为此从结构、材料等方面提出了一系列改进措施.通过多次滚塑试验与正交分析,获得了理想的主副轴转速比、加热时间与温度、冷却方式及时间等工艺参数.检测结果表明,在这种工艺条件下成型的车身轻量化效果显著,并能满足中低速行驶的使用要求.

整体成型轻量化车身及其滚塑工艺研究

基于滚塑工艺的原理,设计了两种不同结构的整体成型轻量化车身。根据振型分析和强度分析的数据,确定了性能更优的双层车身结构;选用流动性能好的轻质原料聚乙烯LLDPE,控制合理的加热温度、时间等参数,选择合适的冷却方式并配以保温、保压等措施,实现车身整体成型。经检测,该车身轻量化效果显著并能满足使用要求。

钢塑一体轻量化车身结构设计研究

为实现结构优化和材料替换的混合结构设计,提出钢塑一体轻量化车身结构。以一简单试件验证了钢塑一体结构的可行性;根据灵敏度结果,在普通钣金结构车身的基础上构建了钢塑一体车身结构并对其进行尺寸优化。优化结果表明,钢塑一体车身结构在总质量降低51 kg的基础上,其静、动态特性均有不同程度的改善。最后,通过发动机罩总成试验验证了钢塑一体车身结构的轻量化优势。

顶盖激光焊接工艺在轻量化车身中的运用

本文阐述了激光焊接技术的基本原理及应用现状,结合新车型项目轻量化车身激光焊接系统探讨了从工艺规划到量产的工业化验证,以及对车身激光焊接工艺规划、质量控制、缺陷对策和对产品设计的要求。激光焊接作为一种高质量、高精度、低变形且高效率的焊接加工方法,正成为金属材料加工制造中非常重要的工艺方法,被应用于汽车制造领域。

轻量化车身热熔自攻螺接拧紧装置的设计

热熔自攻丝(Flow Drill Screw,FDS)是一种用于轻量化车身的新型机械连接工艺,为促进热熔自攻丝技术在轻量化车身上的应用,设计了一种双电机驱动的热熔自攻螺接拧紧装置,开展了热熔自攻螺接拧紧装置的结构设计和分析,利用SolidWorks对机械结构进行了三维建模,并进行了运动校核和有限元分析。结果表明,所设计的机械结构符合要求,通过运动校核与有限元分析验证了其可行性。所设计的拧紧装置为热熔自攻丝工艺的开展奠定了工程基础。

铝合金弧焊工艺在轻量化车身上的应用

本文主要从铝合金的特性、主要连接工艺、MIG焊的应用及问题分析,提供轻量化设计的一些建议。铝合金特点纯铝的密度小（ρ=2.7g/cm3）,大约是铁的1/3,熔点低（660℃）,塑性好,但强度较低。铝合金密度低,但强度比较高,接近或超过优质钢,塑性好,可加工成各种型材,具有优良的导电性、导热性、抗蚀性和无磁性等特点,因而被广泛地应用于各种焊接结构产品中,采用铝合金代替钢板材料焊接,结构质量可减轻50%以上。

轻量化车身连接工艺领先解决方案Adaptive DFS

随着汽车行业的快速发展和变革，尤其是新能源汽车的异军突起，车身轻量化的进一步升级已然成为核心课题之一。为实现车身轻量化的总体目标，各方力量正围绕着结构优化、轻质材料及连接工艺三大方面进行变革创新。在此时代背景下，“德派智能自适应热融紧固系统（Adaptive DFS）”横空出世，颠覆性地变革行业传统技术，

AlSi10MnMg在汽车车身轻量化中的应用

汽车车身轻量化技术是目前最核心、最关键的轻量化路径方案,包括结构轻量化、材料轻量化和工艺轻量化三大类技术,而AlSi10MnMg铝合金是材料轻量化中的重要应用方向,由于其可以通过不同的热处理得到不同范围的机械性能和极为优异的铸造性能,成为了在汽车结构件上使用最为普遍的高强韧压铸合金。文章详细介绍了AlSi10MnMg铝合金材料及其性能,结果表明,该铝合金的T5/T7两种热处理状态,T5态适用于实心件,如安装板;T7态适用于薄壁件,最为典型的应用为前减震器塔、后减震器塔和后纵梁。最后以前减震器塔为例进行了外形、制造工艺和热处理制度方面的设计,可为其他车型前减震器塔的设计开发提供参考。

汽车车身轻量化评价方法研究

车身轻量化有利于降低整车能耗,提高碰撞安全性、加速性、制动性乃至整车操控性,因此很多汽车制造企业都很注重应用汽车轻量化技术。该文对车身轻量化评价方法存在的问题进行分析,探讨车身轻量化指标设计,包括车身轻量化系数优化设计、车身密度优化设计,提出更为科学的车身轻量化评价方法,从而促进汽车行业的标准制定和修订,推动汽车轻量化发展。

基于多工况关联的无人车辆车身结构轻量化优化设计

未来战场的多样化对特种无人车辆的环境适应性提出了更高的要求。为满足特种无人车辆的多工况使用、高机动能力与低成本研制等要求,采用多工况关联设计与轻量化优化的思路对无人车桁架车身结构进行优化设计。考虑到多工况的车身结构设计变量多、设计空间大,面临仿真次数过多的问题,提出基于多工况关联的车身结构轻量化优化方法,利用设计变量区间缩减策略减小设计空间;引入高斯过程代理模型替换仿真分析实现结构设计方案性能的快速评估;结合遗传算法实现方案的优化。实验结果表明,最终优化方案在通过车身刚度强度和模态等多学科性能仿真验证的情况下,质量比初始方案降低14.12%,比只用高斯过程优化设计的方案降低8.87%。

轻量化系数2.0级车身关键设计及制造技术

汽车的轻量化有着巨大的经济、社会及环境效益,车身轻量化是其中的重要组成部分。新能源汽车需要搭载大容量动力电池以增加续驶里程,电池的安全性也十分重要,要求车身在保证车内乘员和电池安全性的同时提供尽量大的电池包安装空间,又要兼顾轻量化,这些目标给车身设计开发带来了诸多挑战。以一款电动轿跑车为例,介绍了一些关键的轻量化设计和制造技术,实现了C-NCAP五星和C-IASI优秀的碰撞安全性,以及轻量化系数2.03的行业领先水平。

电动汽车车身轻量化技术研究

与传统燃油车相比,纯电动车在取消发动机及部分附件的同时,增加了“三电系统”,按行业统计数据,其质量较传统车增加一般为15%~40%。因其质量明显增加,对车辆电耗、续驶里程、动力性、制动性、被动安全、车辆可靠和耐久均带来不利影响,而轻量化则是消除这些影响的重要应对手段之一。着重对如何实现电动汽车车身的轻量化的问题探讨,以轻量化意义、轻量化发展现状及趋势为切入点,提出电动汽车车身轻量化的技术路线。

基于CAE分析的商用车车身轻量化

在不改变当前设计结构的前提下,采用计算机辅助工程(CAE)分析优化和可靠性试验相结合的方法对某系列商用车车身结构进行板料厚度的优化,从而实现模具更改成本最低的轻量化技术方案应用。应用考虑全面性能(刚度、模态、碰撞安全性)的多工况优化设计工具,以性能分析的指标和结果分别作为灵敏度分析、拓扑及尺寸优化的响应、约束,以车身总质量最小化为目标进行CAE分析优化,确定优化方案。优化后结构通过可靠性试验验证,验证了该优化方案的可行性。最终实现降重14.1 kg、降幅4.7%和经济效益最大化目的。

面向轻量化的热成形钢白车身刚度分析

基于有限元分析,在满足白车身设计规范的前提下,用热成形钢PHS2000替代部分传统高强钢,进行白车身轻量化的刚度分析研究。根据白车身结构安全性能要求,建立弯曲刚度和扭转刚度的有限元模型,以传统高强钢材料白车身的刚度分析结果为基准,进行以热成形钢PHS2000为替代材料的白车身轻量化开发,保证车身性能符合相关要求。结果表明:在满足白车身刚度设计规范前提下,热成形钢替代传统高强钢能实现白车身减重5.28%,满足轻量化设计要求。

纯电动物流车车身轻量化设计与优化分析

车身是纯电动物流车整车的重要组成部分,对其进行轻量化设计与优化能够显著的降低整车质量,从而提高整车的整体性能,降低对能源的消耗和对环境的污染。建设成资源节约型和环境友好型社会,是中国当前国民经济发展和社会建设中的一个重要战略目标。对于纯电动物流车而言,对车身进行轻量化不仅能够降低对于能源的消耗和环境的污染,还能显著的提高纯电动物流车的续航里程,因此对纯电动物流车进行车身轻量化设计与优化显得至关重要。本文着重介绍了纯电动物流车的整车轻量化研发技术与工艺的主要特点,以及车身轻量化的设计与优化。

基于正面耐撞性仿真的轿车车身材料轻量化研究

以某轿车为研究对象,运用显式有限元理论,建立整车有限元模型,基于“汽车正面碰撞乘员保护设计规则(CMVDR294)”的耐撞安全性仿真,从满足整车正面耐撞安全性能的角度,分别采用高强钢和铝合金对车身主要覆盖件进行轻量化研究,使车身减质量分别达9.31kg和53.10 kg,减质量效果达到11.30%和64.50%。对整车变形、整车与刚性墙的碰撞力、运动速度和加速度、主要零部件吸能等方面进行分析、评价,数值仿真验证了轻量化方案的可行性。

论轿车白车身轻量化的表征参量和评价方法

对轿车白车身轻量化的内涵、表征方法、评价参量进行了综合评述,提出了一种评价轻量化工作成效的指标——轻量化指数,探讨了轻量化设计的实施方法,并论述了汽车零部件的性能和材料性能参量之间的关系。

基于多学科优化设计方法的白车身轻量化

建立某国产轿车的整车有限元模型,依据侧碰法规及NVH性能要求对白车身结构进行了多学科集成优化设计。根据侧碰及NVH仿真结果,选取白车身关键零件的板厚及材料为变量,以白车身质量和刚度为目标,以侧碰加速度及侵入量为约束条件,建立了白车身刚度径向基函数(RBF)神经网络近似模型及侧碰二阶逐次替换的响应面模型(Stepwise-RSM),利用模拟退火算法进行了多目标优化,在保证了车辆的安全及NVH性能的前提下使白车身质量下降了15.7 kg。

面向约束优化的改进响应面法在车身轻量化设计中的应用

轿车车身轻量化设计是一个多约束的复杂系统优化问题,且必须满足各项车身结构性能,其中碰撞安全性是先决条件。实际中普遍采用试验设计和响应面法相结合的手段开展轻量化研究。针对传统响应面法拟合约束函数易引起优化解落在非可行域内的缺陷,提出一种面向不等式约束函数的改进响应面法,使近似约束边界分布在可行域中,得到能够满足设计约束的优化解,数值算例验证了改进响应面法在处理约束优化问题中具有比传统响应面法更为明显的优势。将其应用到车身轻量化设计中,结果表明,基于本研究提出的改进响应面法的轻量化方案优于传统响应面法,整车耐撞性能得到提高的同时实现车身前部结构减重21.4%,为开展车身轻量化设计研究提供可借鉴的方法。

某电动客车车身骨架的轻量化

为了满足某电动客车轻量化的需求,在保证车身骨架在模拟车辆行驶的4种极限工况(水平弯曲、极限扭转、紧急转弯和紧急制动)结构性能良好后,用灵敏度分析找出能有效减轻底盘骨架质量而对骨架结构性能影响不大的部件.以型材厚度作为优化设计变量值,骨架总质量最小为目标,各工况下的最大位移为约束条件,对车身骨架建立多目标优化数学模型.利用响应面算法(RSM)得到优化后各设计变量的厚度值.对轻量化前后的车身骨架在相同条件下进行了模态和结构性能对比分析.结果表明:优化后4种极限工况下的车身骨架强度与刚度均能得到保证,模态频率也在要求范围内,且车身骨架总质量减轻45.6 kg,约占其总质量的5.36%,轻量化效果较好.