连续碳纤增强B柱加强板结构设计与铺覆仿真

针对连续纤维复合材料成型过程中在大曲率位置易导致纤维断裂、褶皱、撕裂等缺陷问题,本文基于连续纤维复合材料随模铺覆仿真方法,理论分析了铺覆起点、初始取向对铺覆效果的影响规律。以减少纤维成型缺陷为目标,开展了连续碳纤维增强复合材料B柱加强板的结构优化和铺覆优化设计,确定了面向热压成型工艺的B柱加强板几何结构和预浸料铺覆方式。通过分块铺覆优化,使0°、90°、45°、-45°的铺层不合格占比分别由45.18%、52.83%、72.21%、71.78%降至2.47%、3.45%、5.31%、4.77%,有效提高了连续碳纤维的随模铺覆性。基于优化的铺覆设计,成功试制出满足性能要求的B柱加强板。

钢-CFRP异质复合B柱的弯曲实验分析

目的为提高B柱的抗弯性能,通常会在B柱上额外焊接补丁板,但同时也增加了B柱的重量。在原始B柱上铺设碳纤维增强复合材料(CFRP),获得钢-CFRP异质复合B柱,取消B柱的钢制加强板,实现B柱的轻量化。方法通过热冲压制备原始B柱及带补丁板B柱,并以原始B柱为凹模,采用真空袋压工艺制备钢-CFRP异质复合B柱。基于2018版C-NCAP侧面碰撞实验要求,设计B柱三点弯曲夹具,进行原始B柱、带补丁板B柱及钢-CFRP异质复合B柱的三点弯曲实验,并对其重量及弯曲性能进行分析。结果原始B柱重量4.1kg,三点弯曲实验测得其刚度为0.763k N/mm,最大载荷为21.59k N,平均力为14.52 kN;带补丁板B柱质量为5.6 kg,三点弯曲实验测得其刚度为1.095 kN/mm,最大载荷为31.08 kN,平均力为18.38 kN;钢-CFRP异质复合B柱总质量4.7 kg,三点弯曲试验测得其刚度为1.071 kN/mm,最大载荷为31.76 kN,平均力为19.58 kN。结论在保持刚度、最大载荷及平均力等弯曲力学性能不变的前提下,相对于带补丁板B柱,钢-CFRP异质复合B柱可以减轻质量0.9 kg,并且吸能更优,实现了B柱的轻量化。

汽车B柱内板热冲压成形工艺优化的模拟分析

针对某品牌汽车B柱内板的成形工艺问题,研究了零件22MnB5高强度钢的热冲压成形参数对成形质量的影响,以最大减薄率、最大增厚率和最大回弹量为评价目标,通过正交实验和极差分析,获得零件热冲压成形的最优工艺参数,并完成最优工艺参数的成形仿真和回弹分析,仿真结果表明零件的厚度分布均匀,零件最大减薄率为10.1%,最大增厚率为7.1%,零件的回弹量小,最大回弹量为0.714 mm,该零件成形质量符合设计要求,表明了该零件热冲压成形优化方案的可行性。

侧围外板B柱上方成形问题解决方法

针对侧围外板B柱上方的成形缺陷,通过分区域进行应变路径分析,使用线长法控制材料流入量以达到成形状态的平衡,并利用加强B柱上横梁筋和门洞两侧加凸包的方法,对制件结构进行适当优化,解决了制件缺陷问题。

碳纤维复合材料汽车B柱加强板的优化与性能分析

通过建立B柱总成的有限元仿真模型,在等刚度原则下,对碳纤维复合材料B柱加强版进行自由尺寸优化、尺寸优化、铺层角度优化设计,并对B柱总成进行三点弯曲有限元仿真,获取优化后模型的最大位移及最大强度.通过真空导入成型工艺制作B柱加强板样件,并对碳纤维复合材料B柱总成进行三点弯曲试验,校核总成的强度指标.最后基于2018版C-NCAP标准分析整车侧面碰撞性能.通过对比刚度、弯曲性能、侧面碰撞侵入量、侧面碰撞侵入速度、侧面碰撞加速度,优化设计后的碳纤维复合材料B柱加强板可在保证刚度、强度及侧面碰撞性能的前提下替代原钢制B柱加强板,并使B柱加强板减重1.376 kg,减重比达到76.4%.

考虑侧碰的汽车B柱加强板材料性能梯度优化

为减轻汽车B柱的重量、提高B柱的侧面抗撞性及简化B柱的加工工艺,提出利用高强度钢板热成形技术生成变屈服强度的单一厚度B柱加强板对原车进行改进的措施。为了使热成形B柱的材料梯度分布趋于合理,利用有限元数值模拟对其进行了优化设计。以某轿车为例,基于响应面数值优化方法,采用部件碰撞仿真分析,对热成形B柱加强板的材料性能梯度分布进行了优化。对最终的优化结果进行了整车侧碰仿真,并与原车进行了对比。结果表明,优化后的热成形变梯度B柱使车身减重0.773 kg的同时较好地满足侧面碰撞的要求。

汽车B柱加强板的冲压工艺数值模拟及分析

以某汽车B柱加强板为例,考虑零件的材料及结构特点,合理地确定了它的工艺方案。采用Autoform4.5软件进行了冲压方向的确定,设计了压料面和拉延筋。同时完成工艺补充及拉延成形过程的数值模拟。根据模拟结果预测板料成形过程中拉裂、减薄、起皱等缺陷。分析了引起缺陷的原因,提出了合理的拉延成形工艺参数。结果能为实际生产提供参考和依据。

汽车B柱加强板成型性模拟分析及优化

针对DP600型汽车B柱加强板进行了工艺分析及拉延模面设计,并基于数据模拟软件对成型过程的模拟分析,对汽车B柱加强板进行了产品结构改进和工艺设计。利用仿真结果预测了产品设计的可行性,提出并验证了设计修改方案,模拟结果与试验结果吻合。

汽车B柱加强板落料工艺的改进

通过对某车型B柱加强板落料工艺的改进,提高了冲压件的材料利用率,通过气缸驱动推出机构将毛坯从落料模上推出到开卷落料线的输送皮带上,提高了生产效率,可为不对称形状落料毛坯的冲压生产提供参考。

汽车B柱内饰板热流道大型精密注塑模设计

汽车B柱内饰板产品分为左右各一件,大小和形状不完全相同,其体积大、结构复杂,内部有斜螺丝柱和较多的斜异形内孔,侧面卡扣位多,其外形为3D弧形曲面、表面质量要求高,注塑时容易出现填充困难及缩痕、翘曲变形等缺陷。针对以上特点,设计了一套一模两腔、热流道成型、多种复杂抽芯机构联合脱模的精密注塑模具。为保证两件产品同时填充且具有相同的成型质量,采用三板模结构以及两个顺序阀热喷嘴进胶转冷流道在产品侧面进胶的方式。详述了整体式模芯结构、热流道浇注系统、冷却系统、排气系统、导向定位系统及弹镶针机构、T槽直接和间接抽斜滑块机构、斜抽芯机构和斜顶机构等多种联合脱模机构的设计要点,解决了B柱左右内饰板注塑过程中的脱模困难及熔体填充和生产周期长等问题,通过优化组合设计,从整体上简化和优化了模具结构,降低了模具制造成本。

汽车B柱外饰板三色注塑模具设计

以三色产品汽车B柱外饰板为例,在传统的三色注塑模基础上,采用创新性思维,采用了单腔双色成型+旋转双色成型的组合方式进行模具设计,减少了一套动模,自动化生产效率高,大大降低了模具成本和人工成本.

浅谈B柱热成型在车辆节能方面的设计应用

介绍了热成型技术在白车身的应用,阐述B柱热成型对车身减重的效果,进而达到节能减排的作用;同时介绍了热成型零件的优点、热成型技术的加工工艺及热成型B柱车型在侧面碰撞试验中的作用。

基于侧面碰撞特性的B柱总成轻量化设计分析

基于侧面碰撞吸能特点,对B柱总成进行轻量化设计。从材料、工艺、结构等方面入手,对原B柱外板和加强板进行轻量化设计,采用热成形材料替换、增加补丁板和激光拼焊等3种方案进行设计,采用侧面碰撞仿真分析对方案进行可行性验证,并将设计方案综合应用到实际车型中对方案进行检验。结果表明:3种方案均可实现轻量化设计;热成形材料替换方案的最大侵入量和侵入速度最优,材料的碰撞安全性最高;在满足碰撞安全性的前提下,激光拼焊方案和热成形材料替换方案的轻量化效果基本相当,所研究的案例轻量化效果达到减重16%左右;综合应用分析方案,在满足碰撞安全性法规的前提下,实现减重20%,同时仿真与试验误差控制在15%以内,表明研究结果可以应用于实际车型设计。

基于DYNAFORM的汽车B柱加强板回弹补偿工艺研究

利用有限元分析软件DYNAFORM对汽车B柱加强板进行了回弹模拟分析,并以工程经验指导成形性及回弹补偿工艺的设计。利用ATOS光学扫描仪扫描得到板件的实际状态,与零件数模进行对比分析。结果表明:该工艺方法可以大大减少板件回弹量,提高冲压件质量,对工程生产具有重要指导意义。

基于数值模拟的B柱加强板成形工艺优化

在对使用拼焊板拉深成形的汽车B柱加强板进行数值模拟的基础上,采用BP神经网络建立工艺参数与成形质量之间的非线性映射关系,通过多目标遗传算法NSGA-II获得最优成形工艺参数.研究结果表明:神经网络结合多目标遗传算法可以获得最优成形工艺参数,可较好地解决B柱加强板的成形问题.

B柱加强板成形的有限元模拟

利用世界主流专用软件Dynaform对某汽车的B柱加强板进行几何模型的检查和修补、冲压方向确定、压料面设计、工艺补充面设计、坯料展开尺寸确定、拉深筋设置及拉深成形过程的数值模拟。根据模拟结果调整工艺参数,消除零件成形中的质量缺陷,提高了成形工艺可靠性,对B柱加强板拉深成形的工艺确定和模具设计提供了依据,并通过了实际生产的验证。

碳纤维复合材料汽车B柱中部支撑板设计与分析

通过对碳纤维复合材料(CFRP)结构设计及流程进行了简单论述,以汽车B柱中部支撑板为研究对象进行碳纤维零部件优化设计,并对其进行零部件级仿真分析和整车侧面碰撞性能分析。综合对比所有分析工况结果和金属中部支撑板重量减重55%情况,碳纤维复合材料轻量化设计方案的B柱中部支撑板达到了最佳的减重指标。

某MPV车型侧面碰撞的B柱安全设计与优化

某MPV车型在侧面碰撞MDB50试验中,为了减小B柱腰线位置的侵入位移和侵入速度,使B柱的变形为有利于保护乘员的模式,通过采用热成形且屈服强度达到1500MPa的超高强钢为B柱加强板,并优化B柱加强板腰线位置截面和内焊U型板及下部位置开减弱孔的方式,来解决B柱中部位置侵入变形过大的问题。该车型优化后在C-NCAP的侧碰试验中结果为满分,证明了B柱优化分析的正确性,为MPV车型B柱的安全设计提供了一种有效的方法。

连续碳纤维增强复合材料B柱加强件结构分析

文章以提升某款车型ⅡHS顶压性能为目标,进行连续碳纤维增强复合材料B柱加强件的设计,并通过有限元分析软件Hypermesh与Ls-dyna完成5种典型结构形式加强件的性能对比。5种截面分别为(a)与钣金加强板随形、(b)与内板随形、(c)拱型、(d)"凹"型与(e)帽型。对装配有相同铺层的这5种加强件的B柱进行截面分析并选用B柱子系统在ⅡHS顶压工况下横向对比其承载能力。研究发现,帽型结构截面积最大,其抗弯及抗轴向变形能力最强,承载能力最优,可为后续碳纤维加强件设计优化提供参考。

B柱高强板冲压热力耦合对冲压件表面缺陷的影响研究

为了探究当前高强板类制件产生划伤和拉毛缺陷的原因,以B柱高强板为研究对象,从热力耦合的角度开展分析研究。首先建立了有限元分析模型,通过不同的模具型腔温度的冲压仿真,获得了板料平坦区域和拉伸变形区域中的塑性变形热、摩擦热分布趋势,并从摩擦学的角度来解释其缺陷产生的原因,最后提出一些改善划伤、拉毛缺陷的措施,有助于提高实际高强板连续冲压生产制件表面品质。