基于有限元模拟的自冲铆接工艺参数优化

对2 mm+2 mm搭接的5052 H32铝合金板自冲铆接工艺进行数值模拟，采用L9（34）正交表选取铆钉长度、铆钉直径及模具凹下面积3 个因素的3 个水平，以接头剪切强度最大为目标，首先模拟铆接接头形成的下压过程，并将模拟获得的接头形貌与试验结果对比一致后，再模拟三维剪切拉伸过程获得接头的剪切力学性能，通过方差分析得出最佳工艺参数为铆钉长度6.5 mm，铆钉直径5.14 mm，模具凹部面积5.12 mm²。同时，将各尺寸因素对接头横截面形貌、下压过程及剪切拉伸过程的力- 位移曲线、接头的等效应力和塑性应变的影响进行分析。对自冲铆接工艺过程建立了完善的有限元模型，该模拟方法可作为自冲铆接工艺设计及其工艺参数优化的依据。     

基于拓扑优化的扭力梁式轿车后桥结构轻量化设计

在某轿车原扭力梁后桥的基础上，建立了扭力梁式后桥的结构力学模型，具体分析了原车后桥的模态及在静止、制动或启动及侧翻工况下的强度。在此基础上进行原车后桥的拓扑结构轻量化设计，通过在原后桥的基础上获得后桥空间设计域及非设计域，定义设计目标、设计函数、加载条件及响应，迭代计算获得了最佳的结构拓扑方案。根据结构拓扑优化的最终结果，通过CAD 重构获得了拓扑结构轻量化的后桥设计。模态及强度计算结果显示，优化后的后桥前三阶模态频率较原后桥有大幅减小，不同工况下后桥的应力分布更趋合理，在设计域内及安装位置不变的条件下，新后桥的质量由原后桥的19.06 kg 减少到17.67 kg，减重7.29%。