镁合金在汽车使用中的节能效果评价

利用简化生命周期清单评价(LCI)这一分析方法,分析了镁合金材料在汽车使用过程中所带来的节能减排效果.在分析评价过程中定义了镁合金的轻量化效果这一参量,并以此为基础对镁合金的节能减排效果进行定量的计算和评价.该参量也可作为汽车轻量化中镁合金化技术水平的直观评价指标.     

汽车轻量化评价

探讨了汽车轻量化的理论基础,在此基础上分析了国内外提出的轻量化评价及评估方法,这些方法涉及轻量化前后的整车油耗变化、整车或者总成性能变化以及成本变化等因素。阐述了各方法提出的背景和应用范畴,并在汽车燃料消耗的物理意义及逻辑的基础上,结合发动机燃烧效率、风阻、行驶阻力等,首次提出了轻量化乘用车整车质量设定指标函数的汽车轻量化评价方法。提出了建立规范的、行业认可的评价系统的必要性,以推动节能减排以及行业技术进步。     

白车身轻量化技术与实践

轻量化是汽车开发中的一项重要性能指标,是汽车节能减排的有效手段,整车重量构成中车身重量的比例较高,对整车轻量化有重要的意义。在车辆平台化开发过程中,将车身轻量化设计理念融入平台项目开发的全流程中,通过轻量化材料、轻量化工艺和轻量化结构的技术路线,应用参数化建模、参数化优化、拓扑优化、断面优化、成型性和材料利用率优化等虚拟产品开发技术,结合多学科多性能的轻量化协同优化设计,充分兼顾刚度强度等性能,兼顾布置、造型、装配、工艺、成本等需求,达到了更优的白车身全局平衡,最终实现了五星安全车身、超高刚性车身,达到了比肩全铝车身的轻量化系数水平,同时实现了高车身材料利用率、低研发费用、低整车成本,并在平台化的车型开发中形成轻量化车身开发流程和性能评价体系。     

FSC赛车轻量化系统研究

提出针对FSC赛车轻量化研究的四种方法：材料轻量化、结构轻量化、制造轻量化和功能轻量化;介绍轻量化设计原则、功能轻量化方法、材料的强度属性和刚度属性、结构优化的方法、零部件的加工工艺和连接技术,并将这些方法应用于赛车设计的工程实际。实践结果表明,多种轻量化方法联合应用的减重效果比单个轻量化方法应用减重效果好。     

汽车轻量化技术的发展现状及其实施途径

简要介绍了目前汽车轻量化技术的发展状况,包括轻量化设计概况、各种轻量化材料的性能及运用,阐述了汽车轻量化的实施途径。     

现代汽车轻量化技术

简要介绍了目前汽车工业的轻量化技术,包括轻量化设计概况、各种轻量化材料的性能及运用情况等。     

车身轻量化技术策略的研究和应用

概述了车身设计的基本性能要求及如何在满足性能前提下进行车身轻量化的做法.分别从结构拓扑优化、新材料和新工艺3方面阐述相关技术、方法和应用情况,最后结合当前开发技术状态和成本对轻量化技术应用的优先顺序作了概括.     

汽车轻量化技术的发展现状及其实施途径

简要介绍了目前汽车轻量化技术的发展状况,包括轻量化设计概况、各种轻量化材料的性能及运用,阐述了汽车轻量化的实施途径。     

乘用车轻量化评价方法研究

调研了国内外汽车轻量化评价方法的研究现状,结合现有评价方法的不足,提出了适用评价乘用车整车轻量化技术水平的评价指标—整车轻量化系数。新的评价指标引入整备质量、名义体积、百公里综合油耗和发动机功率等参数。经验证,新的指标与原有指标变化趋势一致,但对油耗和整备质量更为敏感。整车轻量化系数可以评价不同乘用车的轻量化技术水平。     

重型汽车轻量化研究与实践

归纳了汽车轻量化的概念并提出了汽车及其零部件轻量化的评价方法,重点论述了重型汽车轻量化工程的实施途径,提出了基于力学原理和实践经验进行轻量化设计、结构优化特别是拓扑优化设计、应用新材料和新工艺、零部件集成和整车配置优化等轻量化措施,同时介绍了轻量化零部件在重型汽车中的应用.     

扭转梁悬架碳纤维复合材料横梁结构优化

鉴于碳纤维增强复合材料(CFRP)轻质高强的特点,本文中将某乘用车扭转梁悬架原钢质横梁用碳纤维复合材料替代,并进行结构优化设计。首先,通过碳纤维增强复合材料层合板力学性能试验获得材料力学参数,建立悬架扭转梁有限元模型,并对扭转梁中的碳纤维复合材料横梁截面进行改进设计。在此基础上,综合考虑横梁质量、刚度和工艺约束,对CFRP横梁进行铺层厚度、角度和铺层顺序的多层次优化。优化后,在满足各项性能指标的情况下,碳纤维增强复合材料横梁比原钢质横梁轻量79.34%,取得显著的轻量化效果。     

基于改进图分解法的多材料车身结构优化设计方法

针对概念设计阶段的车身结构轻量化设计,提出了一种可实现车身多材料结构设计的分层迭代优化方法。该优化方法的设计变量中,除常见的板厚、材料外,还包括装配设计中的拓扑连接,以实现“将合适的材料用在合适的部位”的要求。分层迭代优化的第1层以拓扑连接为设计变量,采用图分解和NSGA-II对车身装配拓扑结构进行多目标优化,最大化车身弯扭刚度和1阶固有频率;第2层对板厚和材料进行多目标优化,最小化车身质量和材料成本。最终采用基于模糊集合的评分公式选定综合最优解,实现了考虑成本的车身结构轻量化设计。     

基于熵权TOPSIS法的CFRP防撞梁轻量化研究

碳纤维增强复合材料(CFRP)具有轻质高强的特点,本文中基于抗撞性要求将某乘用车保险杠原钢制防撞梁替换为CFRP,并进行铺层优化设计。首先对CFRP层合板进行力学性能试验以获得材料参数,并通过三点弯曲仿真试验验证其准确性,然后根据等刚度设计原理,确定CFRP防撞梁的厚度,并通过保险杠低速碰撞有限元仿真对比分析两种材料防撞梁的抗撞性能。在此基础上,以质量、比吸能、最大侵入量和碰撞力峰值为目标,采用熵权TOPSIS方法对CFRP防撞梁进行铺层优化,确定出最优铺层方案。结果表明,在保证抗撞性能要求的条件下,优化后的CFRP防撞梁比原钢制防撞梁减轻了76.82%。     

浅谈客车地板骨架的降重设计

通过对客车骨架进行有限元分析,给出了地板骨架各部位受力情况,根据受力情况对各部位骨架型材壁厚进行重新调整,从而达到应力不变质量变轻的目的.     

考虑稳健性的汽车结构耐撞性优化设计

本文中基于C-NCAP中40%重叠度的偏置碰撞工况对某轿车进行结构耐撞性优化。为提高输出响应的预测精度,使用基于粒子群算法优化的支持向量回归模型来拟合设计变量与输出响应之间的关系,并利用非支配排序多目标遗传算法Ⅱ获得该优化问题的Pareto前沿。在确定性优化的基础上,并考虑产品性能在不确定因素影响下的波动,对其进行稳健性优化设计。最后,对优化结果进行有限元仿真验证。结果表明:优化后,结构质量减轻,耐撞性能明显提升,同时保障了稳定的产品性能。     

基于拓扑优化的某客车空气弹簧支座改进研究

针对某客车空气弹簧支座局部应力偏高问题,采用有限元分析和拓扑优化方法进行改进.应用最小二乘法对拓扑优化后多锯齿形边界进行曲线拟合,形成光滑的可加工边界.同时参考拓扑优化结果对塞焊孔进行改进设计,并将改进后的支座导入整车模型,进行CAE分析.结果表明,新结构最大应力和平均应力水平比原结构有明显改善,并使支座的质量减轻了18.6％.     

汽车碰撞安全与轻量化研发中的若干挑战性课题

汽车结构与动力电池的碰撞安全性是开发轻量化、电动化汽车的强制性要求和关键基础性支撑技术。通过3个方面的10个典型课题及研究结果，介绍并综述了汽车碰撞安全性研发的技术挑战。第一，采用夹层式汽车前舱罩盖技术，提升罩盖结构力学特性的横向均匀性以及冲击响应历程的均匀性，满足汽车吸能位移限定下的行人头部碰撞响应控制；采用精细人体有限元模型解析复杂工况下行人下肢损伤机理和影响参数，基于人体组织损伤层面的虚拟评估改进汽车结构的人体碰撞保护设计；面向复杂道路交通事故工况和多样化人体特征，解决强非线性条件下的自适应乘员智能保护系统优化设计难题，通过在时间和空间上对乘员约束载荷的均衡化实现针对工况可调的碰撞保护。第二，揭示材料冲击测试中系统共振导致信号振荡和材料屈服放大振荡的机理，开发抑制信号振荡的轻质动态力传感器；精细表征材料在碰撞载荷和复杂应力状态下的力学行为，针对高强钢、塑料、胶粘和焊点等轻质高强材料及复合连接接头建立大变形失效断裂预报方法及仿真模型。第三，基于动力电池多工况挤压试验，建立电池在外载荷作用下的材料失效、电压陡降与温度上升的响应特征关联性，提出用力学响应特征预测电池内部损伤起始和短路发生的判据，解决电池在机械滥用载荷下的短路预测问题，建立能准确预测电池变形响应的数值模型及碰撞安全评估方法，并应用于电池包和电动车的轻量化与碰撞安全性设计。     

沥青玛蹄脂碎石混合料路面(SMA)的应用和施工技术

SMA是沥青码蹄脂碎石(Stone Matrix Asphal)的缩写,是一种以沥青结合料与少量的纤维稳定剂、细集料,以及较多的填料(矿粉)组成的沥青玛蹄脂,填充于间断级配粗集料骨架间隙中组成一体所形成的沥青混合料,简称SMA。该文介绍了SMA在上海的应用及其施工技术。     

A path-following driver–vehicle model with neuromuscular dynamics,including measured and simulated responses to a step in steering angle overlay

An existing driver–vehicle model with neuromuscular dynamics is improved in the areas of cognitive delay, intrinsic muscle dynamics and alpha–gamma co-activation. The model is used to investigate the influence of steering torque feedback and neuromuscular dynamics on the vehicle response to lateral force disturbances. When steering torque feedback is present, it is found that the longitudinal position of the lateral disturbance has a significant influence on whether the driver’s reflex response reinforces or attenuates the effect of the disturbance. The response to angle and torque overlay inputs to the steering system is also investigated. The presence of the steering torque feedback reduced the disturbing effect of torque overlay and angle overlay inputs. Reflex action reduced the disturbing effect of a torque overlay input, but increased the disturbing effect of an angle overlay input. Experiments on a driving simulator showed that measured handwheel angle response to an angle overlay input was consistent with the response predicted by the model with reflex action. However, there was significant intra- and inter-subject variability. The results highlight the significance of a driver’s neuromuscular dynamics in determining the vehicle response to disturbances.