汽車零部件結(jié)構(gòu)性能分析及關(guān)鍵部件輕量化設(shè)計.pdf

1、汽車包含有眾多的零部件，零部件是汽車發(fā)展的基礎(chǔ)和重要組成部分。零部件結(jié)構(gòu)性能的優(yōu)劣直接影響著汽車的結(jié)構(gòu)性能和使用品質(zhì)。零部件結(jié)構(gòu)性能不足會使汽車在使用中出現(xiàn)振動、變形甚至開裂等一系列問題，這樣不僅會降低駕乘人員對于車輛的品質(zhì)評價，也會帶來一定的安全隱患。所以應按照相應的技術(shù)標準對零部件的結(jié)構(gòu)性能進行分析，并對其做出客觀的評價。此外，由于汽車零部件的數(shù)量繁多，零部件質(zhì)量的減輕也能實現(xiàn)整車的輕量化，有助于企業(yè)縮減成本，也有利于資源的合理利用

2、。
　　本文對某SUV的四種零部件進行了有限元建模，總結(jié)了零部件有限元建模流程與要求。針對這四種零部件的有限元模型進行了結(jié)構(gòu)性能的分析，提煉出零部件結(jié)構(gòu)性能分析方法，然后根據(jù)分析結(jié)果對零部件結(jié)構(gòu)性能進行客觀的評價。同時選取 B柱為研究對象進行輕量化設(shè)計，運用熱壓成型工藝使得左右兩側(cè)B柱共減重6.414kg。其次依據(jù)相關(guān)碰撞規(guī)程搭建了側(cè)面碰撞仿真模型，對輕量化后的 B柱進行側(cè)面耐撞性的驗證分析，結(jié)果表明輕量化后的B柱耐撞性能有了一定

3、的提升。
　　主要內(nèi)容如下：
　　1、對車身結(jié)構(gòu)件的輕量化方法進行研究和總結(jié)，介紹了新型材料、優(yōu)化設(shè)計和連接工藝這三種常用的結(jié)構(gòu)件輕量化方法，詳細介紹了高強度鋼、有色合金材料、塑料復合材料三種常用的輕質(zhì)化材料，探討了結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計、結(jié)構(gòu)布局設(shè)計、拓撲優(yōu)化設(shè)計三種輕量化設(shè)計思路，總結(jié)了激光拼焊、TOX連接兩種連接工藝的技術(shù)特點。
　　2、對有限元建模進行了系統(tǒng)的介紹，根據(jù)相關(guān)企業(yè)標準以及工程經(jīng)驗進行了網(wǎng)格的正確劃分和網(wǎng)格質(zhì)

4、量的檢查，創(chuàng)建了正確的零部件連接關(guān)系，對點焊以及縫焊等進行了模擬，對做好連接的模型進行了材料屬性的分配，建立好了前門、背門、前艙蓋、座椅的有限元模型，并對有限元建模的基本流程和要求進行了總結(jié)。
　　3、介紹了零部件結(jié)構(gòu)性能分析的相關(guān)理論和技術(shù)標準，根據(jù)這些分析工況對前門、前艙蓋、背門以及座椅的模態(tài)、剛度、抗凹、強度等結(jié)構(gòu)性能進行了相關(guān)的分析，并依據(jù)分析結(jié)果對這四種零部件的結(jié)構(gòu)性能做出了客觀的評價，主要包括零部件的振型是否合理，其模

5、態(tài)頻率是否避開了敏感區(qū)域，一階頻率是否能達到企業(yè)要求、零部件的扭轉(zhuǎn)剛度、彎曲剛度、側(cè)向剛度等是否符合企業(yè)的結(jié)構(gòu)性能要求、零部件外表的抗凹能力是否能達到提升車輛品質(zhì)評價的要求、以及部分零部件的強度能否滿足于國家相關(guān)標準的規(guī)定，同時提煉出零部件結(jié)構(gòu)性能分析的流程。
　　4、對某SUV的B柱進行輕量化設(shè)計，從生產(chǎn)工藝入手進行優(yōu)化，對B柱采用熱壓成型來替代傳統(tǒng)的冷壓成型，材料由B340/590DP提升至BR1500HS，最終使左右兩側(cè)B柱