基于侧碰耐撞性的B柱轻量化设计

研究了薄壁梁三点弯曲工况压溃力与材料强度和板厚的关系,并提出了一种B柱轻量化设计方法。对于B柱下端,侧撞时发生压溃折弯,可近似等效为三点弯曲工况,且用高延性高强钢代替普通的强度较低的高强钢,进行B柱下端的轻量化设计。至于B柱上端,因其侧撞时主要发生刚性转动,可等效为静力学问题,施加侧撞等效静载力,将B柱上端划分成N段,利用Optstruct软件对各段板厚进行优化。最后以某车型为例,将B柱上、下端优化方案导入整车侧撞模型中进行优化。结果表明优化后B柱关键部位的侵入速度和侵入量与原始设计几乎相当,证明该轻量化设计是有效的,优化实现了24%(1.9 kg)的轻量化效果,而其耐撞性不受影响。     

可在线涂装的“碳纤维/钢”复合结构汽车B柱分总成的研发

为提高汽车安全性和轻量化水平,开发了一种可在线涂装的“碳纤维/钢”复合结构B柱分总成,该分总成包括钢制B柱加强板和碳纤维增强复合材料(CFRP)B柱中部支撑板,采用结构胶粘接而成。研究了真空袋压与热压罐成型工艺对CFRP层压板涂装前后性能的影响,并对“碳纤维/钢”的粘接强度、B柱分总成的刚度和强度等力学性能进行了研究,结果表明,复合结构B柱分总成在涂装前后的性能均优于传统钢制总成,CFRP中部支撑板减重64.1%。     

汽车B柱轻量化设计及碰撞分析

介绍了汽车B柱的结构特点和性能要求。分析了采用热成型技术进行轻量化设计保证零件精度,并有效改善B柱强度提高侧碰安全性能。     

重点钢铁企业汽车用轻质材料的生产和研发

轻质材料和轻质结构是实现汽车轻量化的重要途径和手段。未来先进高强钢、铝材等汽车用轻质材料和轻量化工艺的应用将进一步普及。近年安赛乐米塔尔、新日铁住金、浦项、宝钢、鞍钢等重点钢铁企业加强了汽车用高强钢生产线的建设,在高强钢等轻质材料的开发和应用方面取得较快进展。本文对上述钢铁企业近年在汽车用高强钢生产体系方面的投资布局进行介绍,并对2013年以来重点钢铁企业在汽车用轻质材料的研制进展进行分析。     

考虑结构、材料和工艺要求的复合材料B柱优化

为实现汽车轻量化,提高汽车耐撞性,并考虑汽车B柱结构形式和材料特性,采用了一种复合材料B柱削层结构。利用复合材料可通过削层工艺方便地实现变截面厚度的特性,分两步对复合材料B柱削层结构进行了多目标的优化。首先,通过分析B柱结构形式确定削层区域,以轻量化为目标,构建代理模型并采用多岛遗传算法进行优化,得到各个子层区域的铺层层数。然后,综合考虑削层结构的工艺和性能特点,研究不同铺层角度和铺层顺序对耐撞性的影响,确定了铺层最佳方案。最终结果表明,在满足工艺要求的条件下,复合材料B柱结构的质量减轻了61.4%,并提升了整车在顶压和侧面碰撞中的耐撞性。     

汽车用高强度钢的发展

通过对汽车用高强度钢板国内外研究现状的分析对比,阐述了汽车用高强度钢的发展趋势。以轿车左/右侧B立柱加强板等4个高强度钢板零件试验模具为例,介绍了影响高强度钢板零件冲压成形过程的主要问题及调试方案,为国内汽车用高强度钢冲压成形技术研究提出了参考性建议。     

高强塑积热轧中锰钢的性能及其在汽车轻量化中的应用

为推进高强塑积热轧中锰钢在汽车领域的应用,采用金相显微镜、扫描电镜(SEM)、电子万能试验机和疲劳试验机等分析测试方法,对该钢种的化学成分、显微组织、拉伸性能、冷弯性能、焊接性能和疲劳性能进行了系统研究;并以商用车典型零件为例,对高强塑积热轧中锰钢的应用性能及轻量化效果进行了考核评估。结果表明:高强塑积热轧中锰钢同时具有高强度和高塑性,强塑积可达20~30 GPa·%,综合性能优异,能够实现形状复杂零件的冲压成形,应用于商用车元宝梁零件,取得了显著的轻量化效果。     

钢结构车身的轻量化研究

汽车轻量化是汽车产业发展方向之一,也是汽车节能环保的现实需求。优化汽车的结构设计和新材料应用是目前实现汽车轻量化的有效途径之一。本文重点针对钢结构车身轻量化的结构优化技术进行研究,对于普通钢,通过形状优化和结构优化技术及零件整合达到减重目的;对于高强度钢,在满足安全法规的同时,通过合理配置汽车车身一些部件的板厚,达到在一定程度上减轻汽车质量的目的。     

汽车D柱饰板集成设计概述

作为重要的外饰装饰零件,D柱饰板在提高汽车整体线条流畅性和美观性上的作用日益突出,提高D柱饰板的集成设计能力也显得愈发重要.文章主要从基本结构、设计要求和布置方案等方面对D柱饰板的集成设计进行总结概括,分析了D柱饰板的几种常见集成设计方法,并应用不同方法对集成方案进行选择和优化,为D柱饰板的工程开发提供了思路,同时也为...     

热成型件在铝车身B柱总成的应用

一款新能源铝车身开发过程中,热成型B柱总成结构应用替代铝材B柱结构,通过对整车侧碰CAE过程分析,通过对逐步满足侧碰分析目标。热成型材料因其可以利用单件热成形零件取代多层焊接结构,在汽车车身制造中应用越来越广泛。热成型零件的断面结构,是其能否达到高强度与轻量化两方面要求的关键。采用热冲压成型技术制得的冲压件屈服强度可高达1200MPa,且高温成型几乎没有回弹,具有成型精度高、成型性好等突出优点,因此引起业界的普遍关注并迅速成为汽车制造领域内的热门技术,广泛用于车门防撞梁、前后保险杠等安全件以及A柱、B柱、C柱、中通道等车体结构件的生产。     

基于热成形技术的B柱优化设计

本研究对B柱与B柱加强板进行优化设计,应用热成形B柱代替原方案的冷成形B柱,同时优化B柱加强板。通过分析发现,应用热成形技术的方案不但碰撞安全性能得到提高,并且达到轻量化效果。     

基于有限元碰撞分析的汽车柱饰板结构优化

主要论述了在汽车内饰头部碰撞区域零件设计要求和准则,以A柱饰板为研究对象,通过将碰撞有限元理论引入到柱饰板的优化设计中,提出了行之有效的柱饰板优化设计方案。利用仿真分析得到碰撞过程中加速度和伤害值HIC(d)等结果来指导柱饰板系统的优化设计。并通过碰撞物理实验验证了优化方案的有效性。     

700MPa高强钢在商用车领域将大有可为

随着轻量化运输车辆的优势逐渐被用户所认知,综合性能突出的700MPa以上高强钢率先被一些以挂车、专用汽车、自卸车为代表的商用车及上装生产企业所批量采用,应用在车辆的多个部位。在目前国内出现的高强钢产品中,安阳兆通联合安钢集团开发的700MPa系列高强钢凭借自身优势,可广泛用于汽车轻量化大梁、立柱和箱体等结构件。     

基于Nastran的某轻卡栏板轻量化仿真优化研究

文章基于有限元法,采用Nastran软件,对某商用轻卡的基础普钢窄尺寸栏板、基础普钢宽尺寸栏板、高强钢窄尺寸栏板和高强钢宽尺寸栏板共计四种上装方案进行了CAE刚度和强度分析,对比结果显示,两款高强钢栏板方案较基础方案结构强度性能得到提升,重量较基础普钢货柜减轻达到49kg和93Kg,轻量化效果显著。     

基于NASTRAN的某轻卡栏板轻量化仿真优化研究

文章基于有限元法,采用Nastran软件,对某商用轻卡的基础普钢窄尺寸栏板、基础普钢宽尺寸栏板、高强钢窄尺寸栏板和高强钢宽尺寸栏板共计四种上装方案进行了CAE刚度和强度分析,对比结果显示,两款高强钢栏板方案较基础方案结构强度性能得到提升,重量较基础普钢货柜减轻达到49kg和93Kg,轻量化效果显著。     

基于顶压及侧碰简化模型的轿车车身B柱结构优化设计

综合考虑车顶强度和侧面碰撞的安全性能,对某轿车的B柱结构进行优化设计。基于顶压和侧碰的简化模型对B柱内板分成上下两部分进行焊接,将其高强度钢选型和厚度作为离散设计变量,同时对材料成本、车顶最大承载作用力、B柱侵入速度和侵入量进行约束,建立B柱结构优化的数学模型。采用移动最小二乘法构造近似模型,结合遗传算法对B柱拼焊板结构进行优化设计。结果表明:在优化计算效率大大提高的同时,材料成本降低了8. 0%,B柱结构总质量降低了19. 3%,B柱侵入速度、侵入量分别减小了5. 6%和3. 5%,车顶承载能力提高了17. 3%,有效提高了车顶强度和侧面碰撞的安全性能。     

基于正交实验法的车身侧面碰撞性能优化

建立车身有限元模型进行仿真分析。输出B柱加速度曲线并与实车侧面碰撞结果对标,使有限元模型能够表征物理样车,仿真结果具有可信性及预测性。进行CAE侧面碰撞仿真,采用正交试验法分析车身侧面结构中的7个零件,考核各零件对车身侧面碰撞性能指标的影响,寻找出对车身侧面碰撞性能影响较大的零件及区域。进行优化设计,利用CAE仿真手段来验证优化方案。结果表明:通过该方法,能够判断对车身侧面碰撞性能影响较大的零件和区域,以及影响因子。能够快速、合理、有针对性的进行车身结构优化,达到优化目标。     

基于正交实验法的车身侧面碰撞性能优化

建立车身有限元模型进行仿真分析.输出B柱加速度曲线并与实车侧面碰撞结果对标,使有限元模型能够表征物理样车,仿真结果具有可信性及预测性.进行CAE侧面碰撞仿真,采用正交试验法分析车身侧面结构中的7个零件,考核各零件对车身侧面碰撞性能指标的影响,寻找出对车身侧面碰撞性能影响较大的零件及区域.进行优化设计,利用CAE仿真手段来验证优化方案.通过该方法,能够判断对车身侧面碰撞性能影响较大的零件和区域,以及影响因子.能够快速、合理、有针对性地进行车身结构优化,达到优化目标.     

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。     

B柱加强板QP980冲压成形性研究

QP钢是一种高强度高塑性的第三代高强度钢,为了论证QP980的冲压成形能力,采用虚拟成形分析方法研究了汽车用第3代高强板QP980的冲压成形性。并与汽车常用的DP590、DP780、DP980四种高强钢板进行了对比研究,证明QP980强度略强于DP980,冲压成形性比DP590略好。应用第3代QP钢可解决高强度且形状较复杂的零件成形问题,对汽车安全性和轻量化都具有很强的应用价值。