新能源汽车碳纤维复合材料车门轻量化设计

以某款新能源汽车的钢制车门为分析对象,借助Hyper Works有限元软件,对车门进行静力学和模态性能分析。以分析结果为参考,采用等质量替换法,建立碳纤维复合材料车门的有限元模型。以复合材料车门质量最小化为目标函数,静态性能为约束条件,进行了自由尺寸优化、尺寸优化、铺层顺序优化。对优化结果规整后进行性能验证。结果表明,获得的优化方案在满足性能要求的前提下,实现了车门减重48.3%,完成了车门的轻量化设计。     

复合材料电池箱的轻量化设计研究

为了解决电动汽车的续航和强度刚度问题,以某汽车的电池箱为研究对象,实际测量尺寸并在CATIA中建模后导入ABAQUS建立仿真模型,进行电池箱的2种组合工况下的静强度和约束模态分析。针对电池箱的仿真分析结果,再使用碳纤维复合材料T300/5222进行材料替代,运用等代设计法对T300/5222的厚度进行设计以及铺层角度确定,结果表明,复合材料电池箱的动静态性能提高,电池箱质量降低,轻量化效果显著。     

汽车中通道下加强板复合材料优化设计

对金属材料的中通道下加强板进行不同工况下的强度性能分析,按照等刚度设计的原则,利用HyperMesh中的OptiStruct模块对复合材料的铺层进行优化设计,最终得到与金属材料加强板具有相同强度的复合材料加强板,实现汽车的轻量化。     

碳纤维-铝合金组合式节能赛车车架的设计与分析

根据节能竞技大赛对赛车车架的要求,考虑到复合材料的轻质和可靠性,提出采用碳纤维复合材料和铝合金材料组成一体式车架的设计方案。依据对车架功能性和工艺性的要求,建立了车架实体模型。在ANSYS Workbench仿真平台中,对车架底板采用不同复合材料铺层形式进行了静力学分析,得到最优的碳纤维车架工艺实施方案。对碳纤维-铝合金组合式车架在不同工况下进行了有限元分析。验证该方案满足比赛对车架的使用性能和轻量化设计要求,为探讨复合材料在节能赛车车架中的应用起到了较好的借鉴作用。     

FSE电动赛车单体壳车身设计与校核

在FSE赛事中,赛车的车身轻量化一直都是各车队设计的重点,赛车轻量化的水平将对赛车的性能和比赛成绩产生极大的影响。鉴于此,基于FSE赛事规则以及赛车的整车参数,确定了使用碳纤维复合材料的单体壳车身设计方案。使用了ANSYS有限元分析软件对FSE赛车车身进行多种工况仿真分析。理论计算与仿真分析结果表明,该单体壳车身设计满足了赛车强度要求和轻量化设计目标,为FSE赛车今后的相关设计提供了参考。     

新材料助推汽车轻量化

为了能够减轻汽车自重、降低油耗和减少排放,纳米技术材料和碳纤维复合材料在汽车上得以广泛应用,它们不仅能效明显,而且在汽车功能提升和提高性能方面都起到了良好作用。     

基于LS-DYNA汽车前防撞梁仿真分析及其结构优化

为了满足某汽车前防撞梁轻量化的需求,采用比强度高的碳纤维增强环氧树脂复合材料(CFRP)作为主要减重方式;同时为了提高其耐撞性能,进而对其结构设计优化,使得碰撞性能符合国家标准。在保证原有防撞梁的连接方式、整体尺寸不变的前提下,依据等刚度设计方法初步确定CFRP防撞梁的截面厚度。考虑碳纤维复合材料成本、制造工艺的可行性、连接方式等因素,提出三种结构优化方案。按照国家低速正面碰撞规范,通过LS-DYNA软件对其进行低速碰撞仿真,根据仿真结果确定耐撞性能最好的方案。与原钢制保险钢相比,质量减少了74.07%,降低了材料成本,且制造工艺易实现。     

碳纤维复合材料层合板压延筋设计与优化

为满足结构轻量化的需求,碳纤维复合材料的使用越来越普及,综合采用轻量化材料和结构优化设计技术,提出一种碳纤维复合材料层合板压延筋设计方法。新型结构在考虑复合材料结构模具成型方式的前提下,利用形貌优化设计方法在复合材料层合板成型过程中布置类似压延筋结构,以提高层合板结构刚度和稳定性,然后通过碳纤维层合板的优化设计,提高结构整体刚度,降低层合板质量。结果表明,新型层合板结构使平板整体刚度增加了97.84%,提升效果明显,压延筋结构形式在层合板中的应用效果显著。     

碳纤维复合材料在汽车改装领域的应用探讨

碳纤维及其复合材料在汽车行业发挥着十分重要的作用,不管是从车本身还是到车的发动机,碳纤维正逐渐取代金属材料并被广泛地应用到汽车领域。在阐述碳纤维复合材料零部件特点的基础上,从轮毂、制动系统、进气系统、内部装饰几个方面具体分析碳纤维复合材料在汽车改装领域的应用。     

基于汽车轻量化车身覆盖件的建模优化

介绍了铝合金及碳纤维两种新型材料在汽车轻量化中的应用情况及前景。以某款小型乘用车为例,采用逆向工程的方法,运用Creo2.0软件,对该车型的车身覆盖件结构进行三维曲面建模,通过铝合金板材、碳纤维板材材料参数的导入及进行相关优化计算。结果显示,样板车型采用铝合金板和碳纤维板覆盖件后分别是钢板材料质量的43%和35%,减重效果明显。     

利用拼焊板结构改进车门内板的轻量化设计

利用拼焊板结构对已有车型的车门内板进行了改进研究,从而实现了减轻汽车重量的目的.推导了零件强度、抗凹性能和碰撞安全性能的轻量化控制方程,并以这些性能为设计约束,指导拼焊板结构的轻量化设计.使车门内板的减重效果达11.9%.整车侧面碰撞仿真分析表明,拼焊板改进设计后的车门内板相对于原始设计具有更高的耐撞安全性,验证了设计的可行性.     

一种基于多目标优化的制动器底板轻量化设计方法研究

【目的】汽车轻量化技术是汽车节能减排的重要手段,加快汽车轻量化技术的发展具有重要现实意义。【方法】课题组以减小底板体积、保证疲劳寿命为优化目标,采用计算机辅助集成技术对制动器底板进行轻量化设计。首先,对底板进行有限元分析,确定轻量化设计的目标区域;其次,根据优化目标建立相应的CAD模型,使用局部应力应变法计算底板的疲劳寿命;最后,通过ISIGHT集成CATIA、ABAQUS和MATLAB对制动器底板进行轻量化设计。【结果】该轻量化方法可以同时对制动器底板上的多个目标尺寸进行优化,使其质量减少了9%,轻量化效果明显。【结论】该轻量化方法同样适用于其他机械零件,借助于该方法对汽车零部件进行轻量化设计有着非常重要的工程价值。     

基于OptiStruct的汽车中央通道加强板优化设计

将碳纤维复合材料(Carbon Fiber Reinforced Plastic,CFRP)应用于汽车中央通道加强板,以原金属模型刚度分析的位移结果作为约束条件,使用OptiStruct求解器对复合材料中央通道层合板的铺层厚度进行优化。首先采用自由尺寸优化方法对中通道加强板进行优化设计,获得中通道加强板设计空间的初始样本,从而确定不等厚的铺层设计方案。结构优化中以复合材料的层合板质量为优化目标,以金属结构在轴向压缩、轴向拉伸、侧向弯曲、垂向弯曲、扭转工况等条件下产生的位移量为约束,得到复合材料层合板的铺层优化结果,再通过比对金属材料结构与优化后复合材料层合板结构的刚度和强度,验证优化分析结果满足设计要求。     

新型材料在汽车轻量化设计中的作用与技术应用情况分析

随着世界范围的石油资源紧缺和大气污染,汽车的燃油经济性和排放性能受到社会各界的广泛关注,轻量化设计作为汽车产品节能、环保、提质的关键技术,成为汽车企业的重要应用技术。基于此,重点介绍了汽车材料特征及轻量化研究情况,说明了新型材料替代传统材料的重要作用,总结了汽车轻量化材料的应用特征和发展趋势,并对汽车轻量化设计的合理实施进行展望。     

汽车车身T型接头的刚度分析与研究

车身关键截面特性和车身接头结构截面特性对汽车车身结构性能有着决定性的影响。利用某自主研发轿车为研究对象,建立有限元模型,对白车身A柱,B柱,C柱接头刚度进行初步的分析计算。最后提出一种刚度比系数法来说明判定接头刚度强弱。通过对B柱上接头PRONT端,REAR端和DOWN端进行分析得到系数比越接近1,接头刚度越强,反之越弱。     

基于复合材料的发动机罩设计及分析

对碳纤维复合材料及结构优化设计方法进行了简单论述,重点应用结构优化方法,主要是尺寸优化和拓扑优化对碳纤维发动机罩进行了优化设计,并对原钢制发动机罩、优化前后的发动机罩进行了性能分析,验证了优化方案的可行性和优越性。     

某汽车前轴轻量化及有限元分析

为研究汽车前轴轻量化方案以达到轻量化的目的,首先利用有限元分析软件ANSYS Workbench对汽车前轴在制动工况及动载工况下的受力进行分析,得出前轴应力分布情况。其次,根据应力分布情况对汽车前轴进行轻量化设计。最后对优化后的方案进行上述两种工况的有限元分析,并对优化前后前轴应力及重量进行对比,确定最终轻量化方案。     

某商用车钢制挡泥板支架的有限元建模及分析

商用车(Commercial Vehicle)是一种常见的交通工具,随着我国经济的迅速发展,人们对"汽车轻量化"逐渐重视起来。本文以某商用车为例,利用计算机软件建立该车钢制挡泥板支架的几何模型,仿真实际的工作情况分别进行静态、模态有限元分析,得出相应数据,为后续研究复合材料挡泥板支架的设计和轻量化研究提供理论依据。     

“可编程”材料或将改变汽车

<正>使汽车改变形状来降低阻力和油耗的装置已经存在,如主动尾翼、进气格栅主动百叶隔板等,但这些设备存在增加车重、需要额外复杂机构操纵的不足,所以尚不是最理想的轻量化汽车解决方案。技术人员提出了一种全新解决方案——可编程材料。据麻省理工学院自组装实验室介绍,木料、布料、碳纤维等可作为新型复合材料,在某些特定条件下改变形状和功能,而且容易制造,价格合理。Skylar Tibbiits领导的技术团队在此领域已研     

汽车轻量化新材料应用现状分析

文章对能源与环境日益紧张条件下汽车制造行业在汽车轻量化的发展趋势进行分析,阐述了目前针对这一发展趋势采取的主要措施,对主要轻量化材料作了重点分析,同时对我国汽车行业发展中在汽车轻量化应用上提出了相应的观点。