新能源汽车铝电池盒MIG焊接新工艺

在铝合金电池盒实际生产中,由于焊接位置较多、焊接接头板厚差异大,焊接一次合格率很难控制,这就需要研发一种焊接工艺提升铝合金薄厚板焊接的稳定性。目前铝合金电池盒MIG焊接主要是直流脉冲焊接,其中包括直流单脉冲或直流双脉冲焊接。通过分析发现,采用直流+交流摆动同步双脉冲焊接,在相同电流情况下可有效降低焊接热输入,在相同热输入情况下可增加焊缝a值。并在铝合金薄厚板焊接时,可在厚板位置使用直流脉冲,薄板位置使用交流脉冲,保证厚板熔深且薄板不烧穿。摆动同步交直流焊接技术已经在实际生产中得到应用,并有效提高了焊缝合格率和生产效率。

电动车车身骨架静态特性多目标优化

针对微型电动车交通事故频发、车身骨架现有研究不足等问题,根据某款微型电动车车身骨架的有限元模型采取了工程设计中的计算机辅助工程(CAE)分析和多目标优化设计的概念对其车身骨架进行静态特性多目标优化。采取三组方案进行对比,在模型精度和计算效率之间做出取舍,得到最优的优化方案,在最终的优化结果对比和计算效率之间,方案三采用移动最小二乘法的方案在精度和效率上最佳。优化后,在车身质量没有大幅度变化的情况下,车身的扭转刚度增加了410.75 N·m/°,弯曲刚度增加了1 041.2 N/mm,该车身骨架静态性能明显提升。

焊接顺序对电动汽车电池盒铝合金框架残余应力及焊接变形的影响

针对电动汽车电池盒铝合金框架结构复杂、焊缝多、焊后尺寸精度要求高的难题,提出采用4把焊枪同步进行熔化极惰性气体保护焊(MIG焊)的方法。基于数值仿真技术,对比分析了4种不同焊接顺序下框架的残余应力及焊接变形。结果表明,4种焊接策略下电池盒框架的残余应力分布规律相似,主要集中在焊缝;“M”形由外及里焊接策略的最大等效残余应力平均值最小,为147 MPa。不同焊接策略的变形分布存在较大差异。采用“W”形内外交替的焊接顺序,首先将中间横梁、短梁与边框连接在一起,增大了电池盒框架抗变形能力,然后焊接其余焊缝,框架的平衡对称状态能抵消部分变形,最大变形量0.54 mm,在4种焊接策略中变形最小。

ZL210A铝合金动力电池包的精密铸造研究

设计了电动汽车ZL210A铝合金动力电池包结构及浇注系统,基于ProCAST软件建立铝合金动力电池包精密铸造仿真模型,对动力电池包精密铸造的凝固、缩孔缩松特性进行研究和分析,并运用试验进行了验证。结果表明:设计的铝合金动力电池包铸件浇注系统简单,且能准确控制合金液流动、充型时间、凝固温度;铝合金动力电池包铸件整个凝固过程中基本呈现对称分布,电池包精密铸造模拟的缩孔缩松率总和为3.68%。试验铸件缩孔缩松率总和平均值为3.72%,与仿真3.68%基本一致,验证了仿真结果的准确性。

车身用铝薄板搅拌摩擦点焊接头的服役性能研究

结构中的焊点往往同时承受轴向和切向载荷的作用,而焊点的单向力学性能不能反映焊点的真实服役状态.为此,对比了最优参数下的传统搅拌摩擦焊接(Conventional Friction Stir Spot Welding,CFSSW),无针搅拌摩擦焊接(Probeless Friction Stir Spot Welding,PFSSW)以及扫略搅拌摩擦焊接(Swept Friction Stir Spot Welding,SFSSW)接头的拉剪和剥离力学性能.针对某小型全铝电动汽车,提出了焊点多工况服役性能的评价指标,并对3种焊点的服役性能进行了比较.结果表明,最优参数下的SFSSW接头在车身侧围与顶横梁连接区域的服役性能相较于CFSSW和PFSSW分别提高了28.97%和48.86%.在车身结构的前纵梁连接部分,3种焊点均表现出最高的焊点服役性能.地板横梁与地板纵梁的连接部分表现出最低的焊点服役性能.由此可知,应适当增加焊点的数量以保证结构的安全性.

某履带式装甲车辆铝合金车体结构仿真优化设计

为分析某型履带装甲车辆车体结构在不同射击工况下应力、位移分布情况以及最大应力点的位置,采用Altair公司开发的HyperMesh软件建立了车体有限元模型,在2种典型射击工况下对装甲车辆车体进行静强度分析,并根据静强度计算结果对刚强度薄弱部位进行结构优化改进。工况1车体最大应力值为169.3 MPa,最大位移值为2.31 mm;工况2车体最大应力值为149.6 MPa,最大位移值为2.29 mm。2种工况较优化前最大应力值均减小约20%,位移值也有所减小,车体强度完全能够满足该型履带车辆射击工况下的使用要求。

6×××系铝合金车体型材粗晶的研究进展

6×××系铝合金作为可热处理强化的中高强度铝合金,具有优良的可焊性和耐蚀性,在轨道交通领域已得到广泛应用。然而,粗晶环的存在严重影响了其作为结构材料的优良性能。介绍了铝型材粗晶产生原因,总结了减小轨道车体用6×××系铝合金型材的晶粒度和粗晶环厚度的措施,包括合金化学成分调整,均匀化退火、挤压工艺和热处理工艺的优化,模具结构调整等。

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。

地铁车辆铝合金车体及内装隔音降噪结构探究

随着乘客对地铁车辆运行环境及乘坐舒适性提出更高的要求,降低车内噪声已经成为改进车辆运行品质的重要指标之一,也是进一步提升车辆产品竞争力的重要方向之一。国内外研究主要偏重于噪声源、车外传播途径的研究,而对于车体及内装隔音降噪的结构研究主要采用经验法设计。该文以公司目前的主要地铁车辆平台为基础,总结归纳不同部位采用的不同材料和结构,形成一个数据库,为适应不同噪声要求的车辆提供车体及内装结构的选型参考,也为新项目噪声仿真计算提供结构模块的计算输入,同时能够反映总体噪声指标分配的适当性。

铝合金车体全型材底架前端结构设计研究

文章致力于研究一种适用于铝合金车体的全型材底架前端结构,以优化目前地铁车辆常用的板梁拼焊结构。本结构通过全型材插接和对接等连接方式,将底架端梁、牵引梁、缓冲梁和前端边梁组合为整体承载结构,集成防爬器、排障器和车钩安装接口,具备模块化、参数化特点。与传统板梁拼焊前端结构相比,一方面可以减少同类型部件的组装工序,提高组装效率;另一方面可以减少焊缝数量和焊接变形,提高前端结构的成型质量。通过有限元建模和24个静强度工况、8个疲劳强度工况、模态振型的仿真分析,验证前端结构在静强度、刚度、疲劳强度和模态方面的稳定性和安全性,最终通过部件生产、整车组装和强度试验,验证全型材前端结构可行性。

某纯电动商用车车身骨架强度仿真分析

车身骨架强度对车辆设计可靠性及巡航安全性具有重要影响,文章利用HyperMesh软件对某纯电动商用车车身骨架进行强度特性数值分析,基于壳单元及部件连接状态建立车身骨架有限元模型,并计算得到商用车车身骨架弯曲、扭转、制动、转弯工况下骨架应力分布,进而判定骨架是否存在局部应力集中、是否满足结构疲劳限值。根据计算结果对模型进行优化,再次计算结果表明,骨架结构强度在材料的屈服极限内,且整体应力余量较大,满足性能要求,数值研究为车型设计与优化提供技术支撑。

基于轻量化及刚度的铝合金车体承载结构参数选择研究

将铝合金车体型材分为6个区域,以每个区域型材厚度变化百分比为变量,用Box-behnken试验设计法确定样本空间,通过确立的样本空间确定车体垂向弯曲频率、扭转频率、抗弯刚度、抗扭刚度与型材厚度变量的关系式。把N维空间关系式映射到二维和三维空间,分析车体固有频率和刚度随不同区域型材厚度变化关系,确定厚度对频率和刚度敏感区域。用多目标函数优化方法对车体参数进行优化,选取合适的型材参数使车体满足频率和刚度的要求,并实现车体设计轻量化。优化结果和有限元验证结果表明:根据样本空间确立的关系式优化结果和有限元计算结果能较好吻合,优化后车体强度满足要求,Box-behnken试验设计方法应用在车体参数优化和样本空间的建立上具有可行性。本文可为车体轻量化设计提供一种新的方法。

基于APDL高速铝合金车体参数化建模

基于ANSYS的参数化编程语言APDL,以车体主要板厚度、车体高度、长度、窗体参数等主要结构尺寸为参数,采用模块化设计理念,建立了高速铝合金车底架、侧墙、顶板、端墙等参数化几何模型和有限元模型,并组合成整体模型.本研究可通过简单的改变参数产生不同的车体几何模型和不同网格密度的有限元模型,以适应不同问题数值仿真的要求,并为对车体的优化设计打下基础.研究表明,铝合金车体的参数化建模极大的提高了建模的效率和精度,可简单改变参数得到不同模型以适应不同问题的要求.

轻型电动客车车身—车架的有限元结构分析及试验研究

应用有限元分析软件,对EV-6580轻型电动客车的车身和车架进行了结构分析计算,并对实车进行丁相应的静态及动态试验,证明了电动汽车车身及车架的轻量化潜力。此外,还对电动汽车与普通汽车的车架进行了对比分析,并对电动汽车车身的承载方式进行了讨论。

铝合金车身框架制造中的热加工新技术

在分析铝合金空间框架结构的发展背景和应用前景的基础上,论述了铝合金空间框架结构制造中的几种新技术:内高压成形技术、触变铸造技术及激光焊接技术。着重介绍了这些新技术的原理、工艺特点及其在汽车工业中的应用现状。

地铁铝合金车辆的车内噪声控制及噪声响度评价

根据地铁A型铝合金车辆的车体结构建立车内声场计算模型,利用声传递向量技术进行噪声源分析。结果表明:车体地板中部区域、车顶中部区域以及右侧墙中部附近区域对车内声学的贡献较大,是车内的主要噪声源。在增加这些区域车体的壁板厚度后,车内的噪声得到明显地控制。利用Zwicker法对车内噪声响度的计算结果表明:车体壁板增厚后,降低的噪声主要集中在100Hz频段以下,而在人耳更为敏感的150～350Hz频段上,噪声的降低幅度相对较小。

地铁铝合金车体静强度计算及模态分析

应用有限元分析软件ANSYS建立某地铁铝合金车体结构的有限元模型,并根据国内外的地铁车辆技术标准和地铁车辆的实际运行状态确定载荷工况,计算车体在整备(AW0)和超常状态(AW3)下的静强度和振动模态。研究结果表明,该铝合金车体的强度满足要求。

铝合金轨道车辆结构及合金性能(1)

本文分为两篇刊登,本篇介绍了城市轨道交通和高速铁路在节能减排方面的优势及铝合金车体的优越性;综述了铝合金车体制造的关键技术和所用的铝合金材料;对国内外的一些铝合金车辆用型材及车体结构作了简要介绍。

概念设计阶段基于混合元模型的纯电动铝合金汽车车身轻量化优化设计

在汽车车身概念设计阶段,针对轻量化设计及优化白车身刚度问题,建立了某款纯电动铝合金汽车车身骨架基于真实接头的简化力学模型。运用灵敏度分析筛选出灵敏度较大部件,然后利用元模型的优化方法(hybrid and adaptive meta-modeling method,HAM)对灵敏度较大部件进行截面厚度优化,使优化目标车身质量得到了降低,同时改善了车身的模态和刚度,根据研究的数据制造了电动车车身。

高速动车组铝合金车体长大型材关键焊接技术研究

基于CRH3及CRH380BL型高速动车组铝合金车体及其部件的焊接结构特点,充分利用不同自动焊接方法的优势,开发和应用了自动焊接技术的创新工艺和长大铝型材新型焊接工艺两大系列的关键焊接技术。通过实施专利布局,实现了对铝型材焊接关键技术的全面覆盖和保护,使唐车对高速动车组焊接技术拥有了完全的自主知识产权。