新型轻质材料在汽车发动机罩上的应用

在当今汽车工业界以节能和环保为研发目标的主旋律下,文章概述了在汽车材料中,使用新型轻质材料对于降低油耗和减少排放所做出的贡献.并根据汽车发动机罩的功用及其结构特点,系统地介绍了用于制造发动机罩的高强钢、铝合金、镁合金和复合材料等新型轻质材料.根据这些轻质材料各自的物理特性和加工成型特性,比较了其在汽车发动机罩上的应用,通过比较,分析总结了各种材料在发动机罩上应用的各自优缺点.结合汽车工业发展的过程及其要求,得出了新型轻质材料在发动机罩上的应用趋势.     

碳纤维复合材料在汽车行业的应用

阐述碳纤维复合材料部件的材料特点,简要介绍国内外碳纤维汽车部件发展状况。以某款产品的发动机罩轻量化开发为例,阐述了应用于该车型的碳纤维发动机罩的开发与应用*。     

汽车发动机舱

发动机罩下的温度越高,越需要耐高温级别高的材料(参见图1)。树脂的价格相对高,要在汽车上获得应用并满足成本要求是个挑战。     

应用于汽车上的轻质材料

讨论了新型汽车材料选择的考虑因素及轻质材料在汽车中的应用。     

主动式发动机罩关键问题探讨和AHLS的概念设计

行人保护的重点是在行人交通事故中避免最可能致行人死亡的头部损伤,因此主动式发动机罩的研究和应用将成为行人保护的重要手段之一.文中分析了主动式发动机罩的关键问题,并提出一种新型的前后同步升起的主动式发动机罩举升系统的概念设计,为主动式罩的设计提供借鉴.     

轻质材料在汽车进气歧管中的应用

讨论了不同轻质材料在汽车进气歧管上的应用，通过对材料性能、加工工艺、主要优缺点的分析，探讨了不同材料在进气歧管中的应用前景及新型进气歧管的未来发展趋势。     

汽车车身冲压材料的应用及发展趋势

本文介绍了目前轻质材料在车身冲压生产中的应用，并分析了今后车身材料的发展趋势。     

行人保护法规促使汽车使用更多的塑料部件

为满足欧盟日益严格的行人保护法规，汽车制造商在汽车上使用更多的塑料部件。第一阶段的行人保护法规于2005年10月开始实施，一些汽车制造商在前保险杠上应用塑料加大对能量的吸收。据称，其他汽车制造商还将在新设计的发动机罩、翼子板（防护板）、照明系统中应用塑料材料。     

主动式发动机罩铰链的研发及量产探究

汽车发动机罩作为头部撞击的集中区域,其区域内的发动机罩铰链作为发动机罩内部硬点,发动机罩铰链故障会对驾乘人员和行人造成危险。本文在综合当前发动机罩铰链的发展现状及趋势的前提下,以主动式发动机罩铰链得研发及量产为切入点,介绍主动式发动机罩铰链研发及量产的过程、目标和意义,以期为汽车零部件企业的发展和产品开发提供一定的借鉴意义。     

人车相撞头部伤害影响因素仿真分析及试验

在汽车与行人碰撞事故中,行人头部伤害是造成行人重伤或死亡的主要原因。采用有限元三维实体建模技术,建立了发动机罩和包括头皮、头骨两层球体结构的行人头部有限元模型,分析了头部与发动机罩的瞬态大变形非线性撞击响应,得到了头部与发动机罩相撞时的速度、位置及头部质量、发动机罩的厚度、摩擦因数等因素对头部伤害的影响规律,并对铝质与钢质发动机罩作了比较,结果表明铝质发动机罩对行人头部具有更好的保护效果。     

新型复合材料在保险杠缓冲梁中的应用

介绍了汽车轻量化和新材料在汽车中应用的最新进展，介绍了GMT和LFT—D新材料的材料性能和成型工艺。研究了保险杠缓冲梁采用GMT新材料代替传统金属材料的可行性，并利用有限元分析方法分析材料替换前后的碰撞安全性能变化，最终验证了GMT新材料应用到缓冲梁设计中能够满足碰撞安全法规的要求。     

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。     

轿车铝合金发动机罩板的轻量化设计与可制造性分析

为了将铝合金零件的综合力学性能纳入初始设计范畴,提出了一套结构优化设计方法。通过建立某款轿车发动机罩板的有限元模型,选择铝合金材料替换原有钢材料,以罩板综合性能为约束,结合优化设计方法,考虑板材的成形性因素,基于原始钢结构空间布局进行全新设计。结果表明:铝合金罩板在满足结构性能要求和可制造性的前提下可实现减轻质量47.1%,为初始设计阶段的铝合金罩板轻量化设计提供了一套可借鉴的方法。     

汽车轻量化技术中新材料的发展及应用

介绍了国外铝合金、镁合金、塑料和高强度钢等汽车轻量化材料技术发展动向,论述了我国汽车新材料开发与应用现状、差距和存在的主要问题。     

铝合金发动机罩盖内板结构优化设计研究

为实现发动罩盖的轻量化设计,本文使用铝合金材料制作发动机罩盖。基于刚度和行人保护,利用OptiStruct软件优化设计一种新型的铝合金内板结构,相比原钢制罩盖,重量减轻46.4％,行人头部保护、刚度和模态性能没有降低。     

发动机罩盖隔音棉耐热性工艺参数优化

为了解决发动机罩盖隔音棉受热下荡导致零件与发动机舱内零件干涉磨损影响使用的问题,文章基于田口研究方法对发动机罩盖隔音棉的耐热性能进行工艺参数优化研究。首先用零件下荡量来量化零件耐热性能,将最大下荡量作为观测值,将环境温度作为噪声,建立L18正交阵列开展试验,同时设计了一种贴合实际装车状态、精度高、一致性好的零件下荡量测试方法。通过试验分析得到,当原材料预投料厚度增量为5 mm,发泡原料比例(B料:A料)为2,发泡抗氧化剂含量为1.2%,轻质发泡密度为17 kg/m²时,发动机罩盖隔音棉耐热性能最优。根据极差分析得到影响零件耐热性能程度的顺序为:发泡抗氧化剂含量〉轻质发泡密度>发泡原料比例〉原材料预投料厚度增量。     

发动机罩板的有限元分析

为验证某款发动机罩板的结构强度和固有特性是否满足设计要求,文章利用HyperWorks软件对该发动机罩板进行了有限元建模、静力学分析和约束模态分析。通过分析发现它的刚度满足设计要求,但是由于它的低阶固有频率偏低,与发动机激励频率接近,因此发动机罩板会产生较大的振动。在后续改进设计中应采取减振措施,尽量减小发动机罩板的振动。     

碳纤维增强复合材料电池箱轻量化设计

对某电动汽车的电池箱进行轻量化设计。因上箱体主要作为密封件,故采用结构优化的轻量化方案,而下箱体主要作为承载件,因而采用碳纤维替换原始材料的轻量化方案。在碳纤维结构下箱体的轻量化设计中引入了多目标优化算法。仿真结果表明,所采用的轻量化方案在减轻质量的同时,还有效提高了电池箱的刚度和模态频率。