钢铝板材压力连接模具几何参数多目标优化

为解决钢铝混合车身中钢和铝异种材料间的连接问题,对无铆钉自冲铆连接钢铝异种材料的可行性进行了实验研究和仿真分析.在实验验证的基础上,为得到连接接头处的最优机械性能,以接头颈厚值和自锁值为评价指标,综合运用实验设计、统计分析、代理模型构造响应面以及遗传算法对钢铝压力连接模具几何参数进行多目标优化,得到了接头颈厚值和自锁值两个目标的Pareto前沿解集,解集值对于改进冲压连接模具几何参数有重要意义.

车身轻量化与钢铝一体化结构新技术的研究进展

综述现代车身轻量化技术的研究进展,包括新型钢板与铝合金的应用、采用框架结构车身、零部件整合与结构优化及新的制造工艺与成形技术等。基于先进的车身骨架结构与轻质材料相结合的思想,提出钢铝一体化车身框架结构车身。在现有钢制车身骨架结构上,应用部分铝材替代钢材,通过合理的结构组合实现一体化承载,充分发挥铝合金板材在减重及强度刚度方面的优势,实现车身结构的整体优化。提出这种车身结构的研究内容、关键技术及建立精确计算机辅助工程(Computer aided engineering,CAE)分析模型的技术路线。研究内容包括如何确定钢铝的比例、铝合金替代钢的部位、钢与铝合金结构的形状和尺寸以及零件的合理布局,钢与铝的连接机理及铝合金成形理论的研究,不同钢铝比例与不同替代部位框架结构车身对整车强度、刚度、振动、噪声、可靠性、平顺性及操纵稳定性等性能的影响规律以及整车开发规范。关键技术包括新的成形工艺技术、拓扑结构优化、连接技术、电化学腐蚀问题及基于安全的轻量化车身技术。

不同材料型材拉弯成形性的比较

介绍了型材拉弯成形性的比较方法,通过数值模拟,建立不同型材的拉弯成形性图,用于评估截面畸变等缺陷产生的难易;以某轿车门框复杂截面型材为例,进行了AA6060-T4和TRIP800两种型材拉弯成形性的对比,表明铝合金型材比钢型材具有更好的拉弯成形性,可得到较高的成形精度,有利于轿车车身轻量化设计。

钢铝混合车身防腐性设计的关键技术

介绍了钢铝混合车身的主要腐蚀特点,有针对性地提出了在车身设计阶段应注意的一些防腐性关键技术,以提高车辆的使用寿命。

钢铝混合地铁车辆静强度分析及试验验证

依据钢铝混合地铁车辆结构传力特点,创建了钢铝混合地铁车辆结构性能有限元模型。以某钢铝混合地铁列车的头车为研究对象,根据EN 12663—2010标准,对车体刚度、静强度进行仿真分析。介绍了车体静强度试验情况,并将试验结果与有限元计算结果进行对比分析,结果表明,列车结构测点的测试值与计算值的变化趋势一致,相对误差最大值在13%之内。

汽车用车身材料不同油漆前处理微观结构及防腐能力

利用扫描电镜(SEM)观察了电镀锌、热镀锌、热镀锌镁合金的软钢,带铝硅涂层的热成型钢,以及铝板等车身常用板材经磷化或薄膜处理后的表面微观结构,通过中性盐雾试验考察了2种前处理的耐腐蚀能力。结果表明,薄膜处理的结晶没有磷化致密,且结晶大小也会因为涂层类型的不同而相同。薄膜处理的防腐能力在不同涂层上的表现有所不同,结晶越致密越好,结晶大小与防腐性能无关。薄膜处理更注重与电泳漆的结合性能。

钢铝混合车体铆接结构有限元建模方法研究

为建立一种适用于钢铝混合车体铆接结构的简化有限元模型,基于ANSYS平台,采用壳单元与MPC184刚性梁单元在3种不同的复杂程度下分别建立了双排单搭板铆接结构和双排双搭板铆接结构的简化有限元分析模型,并与全实体有限元模型进行了比较分析。在此基础上提出了铆接结构采用壳单元与MPC184刚性梁单元进行离散化的工程方法,并将其成功运用于某钢铝混合车体强度分析中。研究表明:采用该方法对铆接结构进行离散化时,在距离铆钉距离大于10倍的铆钉名义直径区域,铆接结构的von_Mises应力计算相对误差在5%以下,且随着距离的增加逐渐减小;在对大型铆接结构进行强度分析时,综合采用该方法与子模型技术在保证其计算精度的前提下提高了计算效率。

铝复合板材料的铝合金车体制造工艺分析

针对轨道车辆轻量化铝合金车体提出使用铝复合板的观点,并就该种材料的铝合金车体的制造工艺,从熔化极氩弧焊、激光焊和铆接等三种工艺方法进行详细分析,得出可行的制造工艺,并对不同批量的车体给出了可选用制造工艺的建议。

100%低地板钢铝混合铆接车体疲劳强度评估

以某五模块100%低地板钢铝混合铆接车体为研究对象,基于HyperMesh14.0软件平台,建立五模块车体整车有限元模型。采用三维梁单元耦合节点自由度的方式对铰接器进行简化模拟,实现不同车体之间的连接。采用CERIG刚性单元对铆钉连接进行简化模拟,实现钢结构与铝合金结构之间的连接。根据VDV152标准制定车体疲劳强度分析载荷工况,采用ERRI B12/RP17报告给出的疲劳强度评估方法对车体结构疲劳强度进行评估。计算结果表明:五模块车体结构疲劳强度满足设计要求。

车身轻量化材料和工艺制造技术

汽车车身轻量化是汽车主机厂实现节能减排的重要战略举措之一,包括材料选择、工艺技术实现的关键技术和混合材料连接技术。结合生产实际,总结了铝合金材料、高强钢在汽车车身材料上的应用,总结了铝合金和高强钢的工艺技术最新应用成果,介绍了混合材料连接技术,特别是随着铝材和高强钢在汽车车身上的广泛应用,使得混合材料连接需要更多的创新技术,介绍了铝板材焊接、冷连接和粘接技术应用的最新成果。随着轻量化材料在汽车车身应用的不断增加,轻量化材料和工艺制造技术将趋于更加成熟。

基于铝合金减振器塔的白车身模态分析与研究

为了确保白车身模态性能在设计阶段满足要求,在设计前期需要对白车身模态进行分析研究。论文首先利用有限元分析软件对搭载铝合金减振器塔的某钢铝混合白车身设计模型的模态进行仿真分析和摸底,再通过试验测试方法对实车的模态进行分析确认,两种方法相辅相成,为后期的产品优化提供有效数据支撑。结果表明:有限元分析结果精度高(有限元分析结果与试验测试结果基本相当,误差在2%左右),有限元分析软件强大的模拟计算能力使大量繁琐的工程问题简单化,可以节省大量的开发时间和成本;同时再结合试验测试对有限元分析结果进行校核修正,两种方法相结合可以为汽车设计方案的设计和优化提供行之有效的解决方案。

锌系磷化应对钢铝混合车身要求浅析

随着汽车轻量化材料的快速发展,铝板在汽车车身上的应用率逐年提高。文章通过研究磷化工艺处理钢铝混合车身存在的问题,提出钢铝混合车身在磷化工艺条件下,对脱脂液、表调液、磷化液、钝化液的要求。

浅谈新能源客车轻量化结构及生产工艺

随着国家对环保要求日趋严格,低能耗客车开发成行业的发展趋势。为此,文章以某汽车单位开发的GT6105BEVB纯电动公交为例,重点论述铝合金车身及高强度钢底盘结构及生产工艺。

胶轮钢铝混用车体挠度研究

为探究胶轮钢铝混用车体挠度限值,本文对比分析了公司导轨式胶轮系统车辆(RRT)和单轨300型2种胶轮钢铝混用车体,采用理论分析;有限元数值模拟;试验验证相结合的方法,得到了车体挠度的限值。根据挠度方程分析挠度变化趋势;建立分析模型,导入有限元软件中分析车体挠度值;通过多种载荷工况下的试验,采集车体挠度值和应力,证明该挠度值下的车体强度满足要求;并在车辆组装,动态测试,正线运营等方面论证了此挠度值设计的合理性。由分析可知,胶轮钢铝混用车体从AW0至最大垂直载荷作用下车体静挠度不超过两转向架支承点之间距离的1‰时,可以满足车体强度及安装要求。本文为钢铝混用车体研发、制造工艺、质量控制等过程提供理论依据。

高拓展性电动钢铝混合车身架构研究和应用

面对日益严格的环保和政策法规要求,各车企正大力推进电动车的研发与市场投放。目前市场上绝大多数电动车车身平台都是基于燃油车车身平台架构适应性改造匹配而来,受制于燃油车布置、性能等影响以及电动车的专有特点和专有系统要求,基于传统燃油车车身平台架构已不利于电动车的布置和性能提升。本文简述了广汽电动车车身平台架构的发展趋势,提出了新一代电动车钢铝混合车身跨平台架构,此车身架构覆盖从A级到B级车型的模块套件矩阵,其下车体零件数量相比钢制车身架构减少约46%,重量降低25%左右,在达到高性能、轻量化的同时,最大化提升了乘员空间和布置自由度。建立了广汽自主的电动钢铝混合结构车身体系架构并实现车型的投产和上市,正逐步取得良好的经济效益。

总拼技术在钢铝车身混线生产的实现方法

铝车身的车身结构及其连接工艺与传统钢车身存在较大差异。通过对钢铝车身混线生产中总拼技术实现的方法研究,提出下铝上钢式混合式车身的车身结构设计,通过铆接+粘接的连接方案取代门槛处钢点焊的连接工艺,并革新连接设备切换技术和优化连接设备存放位置等。通过这些生产线技术改造,实现了下铝上钢式车身与钢车身混线生产。混线生产的方式生产线无需全新开发,有助于缩短项目周期,主要通用设备共用能够减少设备投资,相较于全新专用线体投资减少约63%。

阻尼处理对铝型材结构隔声特性的影响分析

水性阻尼涂料作为一种性能良好的减振降噪材料,目前已广泛应用于高速列车车体铝型材结构。在高速列车低噪声设计的方案设计阶段,通常缺少试验条件对比多种阻尼处理方案的降噪效果。基于复特征值法计算铝型材结构敷设阻尼材料后的阻尼损耗因子,并基于混合有限元-统计能量分析方法建立铝型材隔声特性预测模型,预测分析阻尼处理对铝型材隔声特性的影响。结果表明,阻尼材料对铝型材隔声特性的影响可分为“质量-刚度效应”和“阻尼效应”两部分,“质量-刚度效应”会使铝型材结构的模态特征发生变化,导致模态频率降低以及隔声低谷向低频偏移;“阻尼效应”会增大铝型材的阻尼损耗因子,改善共振频率处的隔声量;在铝型材结构外层敷设3 mm阻尼涂料时,在1/3倍频程频段100~400 Hz,阻尼的作用主要以“质量-刚度效应”为主;在500 Hz以上的频段,“质量-刚度效应”和“阻尼效应”共同影响频率隔声量,且阻尼效应逐渐凸显,并随着频率的升高而不断增大;当阻尼层厚度较小时,500 Hz以上的隔声增大主要以“阻尼效应”为主,随着阻尼材料厚度的增大,“质量-刚度效应”的增大幅度会较“阻尼效应”增大幅度更为明显。阻尼材料敷设在铝型材裸板更薄的一层时隔声性能更优。

汽车车身用钢的发展趋势

采用大数据分析的方法,对近十年在欧洲车身会议上获奖车型的车身用材进行了详细地分析,推断和预测了以＂人＂为主的驾驶方式下,汽车车身用钢的发展趋势：无论是传统燃油动力车还是新能源汽车,汽车用高强钢因其兼顾了成本、安全、轻量化、易维修、绿色环保等优点,仍将是最适合用在汽车车身上的材料,而铝合金、镁合金和碳纤维则是其重要的补充;从2009—2017年ECB获奖车型的用材来看,钢、铝是周期性的变化,并且呈跷跷板关系;对于钢的具体品种而言,先进高强钢和热成形用钢一直是稳步增长的趋势,其中先进高强钢增幅略大于热成形用钢;对于钢中的软钢和普通高强钢,呈现弱周期性趋势,而2016、2017年的增长来自于铝板、铝挤压件的下降;在驾驶方式未发生重大变化之前,未来汽车车身用材仍将维持周期性变化,但变化周期缩短、变化幅度降低,汽车车身用钢量可能将维持在70%左右的动态平衡点。