隨著汽車數(shù)量的不斷增加,因汽車尾氣排放造成的環(huán)境污染和能源短缺等問題成為了汽車行業(yè)面臨的一個共同挑戰(zhàn),而汽車輕量化是解決上述問題的一個有效方式。傳統(tǒng)汽車行業(yè)的輕量化方式是對部件進(jìn)行材料和結(jié)構(gòu)的優(yōu)化,效果不是很明顯,鑒于此,本文提出了結(jié)合熔模鑄造工藝的結(jié)構(gòu)與材料一體化設(shè)計方法,一體化鑄造成型取消了部件連接單元,在結(jié)構(gòu)和材料的基礎(chǔ)上達(dá)到了進(jìn)一步的輕量化效果,據(jù)此給出一條新的汽車輕量化的基礎(chǔ)路徑。針對某款乘用車的保險杠、副車架和儀表板骨架進(jìn)行了“材料-結(jié)構(gòu)-工藝”的一體化輕量化設(shè)計。首先通過查閱文獻(xiàn)和調(diào)研相關(guān)項目,選取了適合精密鑄造的鋁合金材料,利用此材料制備試驗樣件,通過動靜態(tài)拉伸試驗確保了選用材料在熔模鑄造工藝下得到的產(chǎn)品性能滿足車身部件設(shè)計要求。其次,結(jié)合鑄件設(shè)計準(zhǔn)則以原車身結(jié)構(gòu)為參考建立了初步鑄件模型。通過對原車部件進(jìn)行仿真和試驗得到車身部件需要滿足的某些性能要求,在Opti Struct軟件中賦予材料屬性以原車部件相關(guān)性能條件為約束,得到了優(yōu)化后車身部件模型。然后,對車身部件進(jìn)行澆注系統(tǒng)設(shè)計,用Pro CAST軟件對鑄件進(jìn)行鑄造仿真,通過分析充型、冷凝、溫度場變化以及縮松縮孔等,驗... 

【文章來源】：合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

ZL114A鑄鋁板

第二章鑄造鋁合金材料選擇及性能驗證15圖2.4拉伸樣件水刀切割圖Fig2.4Waterjetcuttingdrawingofstretchsample1.樣件準(zhǔn)靜態(tài)拉伸試驗靜態(tài)應(yīng)變率考察0.00033/s、0.0033/s以及0.033/s三個應(yīng)變率，試驗設(shè)備為GRM6300電子萬能試驗機。為提高試驗精度，減少誤差造成的影響，對每種應(yīng)變率進(jìn)行三次試驗，并對結(jié)果取平均得到最終數(shù)據(jù)。ZL114A鋁合金材料試驗樣件根據(jù)GB/T228.1-2010拉伸試驗樣件標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計。樣件尺寸如圖2.5所示。拉伸樣件總長為200mm，寬度為15mm，標(biāo)距為60mm。圖2.5ZL114A鋁合金材料試驗樣件尺寸示意圖Fig2.5ZL114Aaluminumalloymaterialtestsamplesizediagram（1）應(yīng)變率0.00033/s靜態(tài)拉伸試驗0.00033/s靜態(tài)拉伸試驗加載速度為1.188mm/min，圖2.6為0.00033s-1應(yīng)變率準(zhǔn)靜態(tài)拉伸試驗前中后的樣件照片，圖2.7為試驗DIC(DigitalImageCorrelation)測量應(yīng)變云圖，圖2.8為工程應(yīng)力-應(yīng)變試驗曲線，表2.4為鑄鋁材料靜態(tài)拉伸樣件尺寸以及力學(xué)性能統(tǒng)計表，屈服強度為146.64MPa，抗拉強度為288.32MPa。

第二章鑄造鋁合金材料選擇及性能驗證15圖2.4拉伸樣件水刀切割圖Fig2.4Waterjetcuttingdrawingofstretchsample1.樣件準(zhǔn)靜態(tài)拉伸試驗靜態(tài)應(yīng)變率考察0.00033/s、0.0033/s以及0.033/s三個應(yīng)變率，試驗設(shè)備為GRM6300電子萬能試驗機。為提高試驗精度，減少誤差造成的影響，對每種應(yīng)變率進(jìn)行三次試驗，并對結(jié)果取平均得到最終數(shù)據(jù)。ZL114A鋁合金材料試驗樣件根據(jù)GB/T228.1-2010拉伸試驗樣件標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計。樣件尺寸如圖2.5所示。拉伸樣件總長為200mm，寬度為15mm，標(biāo)距為60mm。圖2.5ZL114A鋁合金材料試驗樣件尺寸示意圖Fig2.5ZL114Aaluminumalloymaterialtestsamplesizediagram（1）應(yīng)變率0.00033/s靜態(tài)拉伸試驗0.00033/s靜態(tài)拉伸試驗加載速度為1.188mm/min，圖2.6為0.00033s-1應(yīng)變率準(zhǔn)靜態(tài)拉伸試驗前中后的樣件照片，圖2.7為試驗DIC(DigitalImageCorrelation)測量應(yīng)變云圖，圖2.8為工程應(yīng)力-應(yīng)變試驗曲線，表2.4為鑄鋁材料靜態(tài)拉伸樣件尺寸以及力學(xué)性能統(tǒng)計表，屈服強度為146.64MPa，抗拉強度為288.32MPa。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[3]汽車輕量化研究[J]. 周偉,蘇世榮,儲勝林,梁媛媛,王浩.  汽車工程師. 2019(01)
[4]考慮可靠性的某型汽車前碰結(jié)構(gòu)輕量化研究[J]. 姜平,李曉勇,谷先廣.  合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2018(11)
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[6]車輛碰撞過程中金屬材料應(yīng)變率范圍分析[J]. 閆海濤,張文超,張桂賢.  汽車工程師. 2018(08)
[7]機械振動對消失模-熔模鑄造鋁合金組織和力學(xué)性能的影響[J]. 石鳳武,劉傳軍.  熱加工工藝. 2018(13)
[8]再生鋁制備汽車零部件技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展[J]. 孫德勤,江寬,崔凱,周自強.  鑄造技術(shù). 2018(06)
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博士論文
[1]混合材料白車身輕量化多目標(biāo)協(xié)同優(yōu)化設(shè)計[D]. 蔡珂芳.吉林大學(xué) 2018
[2]面向汽車輕量化設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 胡朝輝.湖南大學(xué) 2010

碩士論文
[1]重型商用汽車輕量化研究[D]. 王超.長安大學(xué) 2019
[2]基于精密鑄造技術(shù)的電動汽車電池包結(jié)構(gòu)輕量化研究[D]. 程文文.合肥工業(yè)大學(xué) 2019
[3]新能源汽車用6061鋁合金擠壓型材的疲勞和耐腐蝕性能研究[D]. 張穎.華南理工大學(xué) 2019
[4]汽車用鋁合金板材變形機理與沖壓成形條件及裂紋擴(kuò)展研究[D]. 梁賓.重慶大學(xué) 2017
[5]軌道車輛貨車車體振動疲勞的數(shù)值分析與試驗研究[D]. 劉剛.大連交通大學(xué) 2017
[6]汽車鋁合金后背門外板成形工藝優(yōu)化及回彈控制[D]. 黃忠輝.江蘇大學(xué) 2017
[7]汽車鋁合金覆蓋件沖壓成型工藝設(shè)計[D]. 彭志明.湖南大學(xué) 2016
[8]基于PSI方法的多材料車身選材研究[D]. 張士展.吉林大學(xué) 2016
[9]某鋁合金汽車副車架的研發(fā)[D]. 張曉冉.山東大學(xué) 2016
[10]考慮鑄造殘余應(yīng)力的柴油機氣缸蓋有限元分析[D]. 孟令春.北京理工大學(xué) 2016



本文編號：3419822