专用车高强钢底盘零件轻量化设计与应用

发布时间：2017-12-10 09:28

  本文关键词：专用车高强钢底盘零件轻量化设计与应用

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【摘要】：汽车轻量化是节约能源、减少环境污染、提高汽车燃油效率的重要措施之一,本文主要是对专用车底盘横梁进行轻量化设计。为保证专用车底盘车架力学性能不降低,对整体车架进行强度、刚度模拟分析以及局部车架的疲劳寿命进行计算分析。本文对底盘横梁进行高强钢热冲压成形技术的研究,将设计好的底盘横梁能够用于实际生产当中。本文首先介绍了目前汽车轻量化的主要途径,主要包括对汽车底盘横梁零件结构、材料以及先进成形技术进行的轻量化设计。进行底盘零件材料的力学性能测试以及材料疲劳实验,得出底盘各部件的力学性能参数和材料的疲劳寿命曲线,为底盘横梁的轻量化设计、整体车架强度和刚度分析以及局部车架疲劳寿命计算分析提供准确的材料参数,保证计算分析的准确性。选用22MnB5高强钢和现役Q345低合金钢两种材料,对横梁零件的受力情况进行理论分析,采用有限元仿真技术对底盘横梁零件进行轻量化设计,结果表明现役U型带孔结构横梁易产生应力集中倾向,使零件过早达到屈服,而采用高强钢W形结构横梁不仅安全性显著提高,而且重量比现役零件减少约69%,轻量化效果显著。为保证使用W型横梁能够满足车架的力学性能,对整体车架进行包括车架强度和刚度分析以及局部车架疲劳寿命的计算,经过有限元仿真结果得出,使用W型结构横梁的车架力学性能不但没有比使用U型结构横梁的车架低,反而力学性能提升很多,能够满足专用车的性能使用要求,使整车更加安全可靠。最后对优化后的W型底盘横梁进行高强钢热冲压成形技术研究,通过采用高强钢热冲压成形技术能够生产出满足尺寸精度,表面质量良好,经济性好,产品合格率高的W型底盘横梁零件。采用边缘法对W型横梁零件选取6个不同位置进行单向拉伸实验,对力学性能进行测试,结果显示不同位置的抗拉强度相对实验得到的抗拉强度1340MPa会有略微的差别,但总体上力学性能变化不是很大,能够满足专用车实际运行时的强度、刚度和疲劳性能的要求。
【学位授予单位】：沈阳理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U463.1

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本文编号：1273997