浅谈汽车铝合金防撞梁设计应用

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铝合金在车顶横梁上的应用

铝合金在车顶横梁上的应用

铝合金在车顶横梁上的应用
铝合金在车顶横梁上的应用主要是为了实现车辆轻量化,提高燃油效率和车辆性能。

以下是铝合金在车顶横梁上的一些具体应用:
1. 轻量化:铝合金作为一种轻质材料,其密度仅为钢材的约1/3,因此在车顶横梁等车身结构件中使用铝合金可以显著减轻车辆的整体重量。

2. 提高燃油效率:车辆重量的减少可以直接提升燃油经济性,因为发动机需要消耗更少的能量来驱动更轻的车辆。

3. 增强车辆性能:轻量化还有助于改善车辆的加速性能、制动性能和操控性,因为车辆的重量降低后,惯性减小,响应速度提高。

4. 环保:使用铝合金可以减少汽车的整体碳排放,符合当前汽车行业对环保和可持续发展的追求。

5. 结构优化:通过拓扑优化、尺寸优化、形状优化与形貌优化等方法,可以在保持或提高车顶横梁强度和刚度的同时,减少材料的使用,进一步实现轻量化。

6. 工艺改进:采用真空压铸等先进制造工艺,可以生产出具有复杂几何形状和高强度的铝铸件,这些技术的应用使得铝合金在车顶横梁等部件的使用成为可能。

7. 成本考量:尽管铝合金提供了许多优点,但其成本通常高于传统钢材。

因此,制造商需要在轻量化带来的效益和成本之间进行权衡。

8. 铝合金的特点:铝合金具有良好的力学性能、耐腐蚀性和可回收性,这些特点使其成为车顶横梁等车身结构件的理想材料。

铝合金前防撞梁偏置可变形壁障碰撞性能优化

铝合金前防撞梁偏置可变形壁障碰撞性能优化

En鑰汽车工程师FOCUS技术聚焦摘要:某纯电SUV在软模(ET)试验阶段进行偏置可变形壁障(ODB)碰撞试验时,其铝合金前防撞梁出现了横梁断裂以及右侧非碰撞区吸能盒与横梁焊缝撕开的不良表现。

采用故障树分析方法(FTA)从产品设计和制造两方面分析了问题原因,根据确定的失效原因对前防撞总成进行了材料升级、结构设计以及生产工艺的优化,并开展了碰撞仿真分析验证。

优化后的前防撞梁总成在硬模(PT)阶段的ODB碰撞试验中呈现了较好的变形模式。

关键词:前防撞梁;铝合金;故障树分析;结构优化Optimization of Collision Performance for Aluminum Front Bumper Beam in ODB Test Abstract:During the offset deformable barrier(ODB)crash test of a pure electric SUV in the ET phase,the aluminum alloy front bumper beam appeared the bad performance of beam fracture and the welding seam between the energy absorption boxand the beam in the right non-collision zone.The fault tree analysis method(FTA)is used to analyze the causes of the problems from the aspects of product design and manufacturing.According to the identified failure reasons,the material upgrade, structural design and production process optimization of the front bumper beam assembly are carried out and verified by the computer simulation analysis.The optimized front bumper beam assembly presents a good deformation mode in ODB crash testin PT phase.Key words:Front bumper beam?Aluminum alloy;Fault tree analysis;Structure optimization随着汽车电动化的快速推进,市场对电动汽车高续航的需求日益凸显,造成电动车的整备质量相比同级别燃油车上升不少叭这样的情况给车身设计特别是安全结构件设计制造了难题:车身零件质量要更轻同时要满足更大整备质量的碰撞安全要求。

汽车防撞梁用7003_铝合金成分优化及停放稳定性研究

汽车防撞梁用7003_铝合金成分优化及停放稳定性研究

0引言随着汽车轻量化的发展以及汽车用铝合金型材高强度需求,近年来7×××系合金在车辆上的应用越来越多。

7003合金属于Al-Zn-Mg 系,它具有较高的强度、良好的焊接性及优良的抗腐蚀性能,在车辆、建筑、桥梁、工兵装备和大型压力容器等方面都有广泛应用[1-3]。

一直以来人们对7×××系铝合金的固溶处理、时效特征及常规力学性能等进行了大量研究,并取得了很多重要成果[4-5]。

例如胡权[5]等人对7003铝合金时效温度和时间对其组织与力学性能影响进行研究,结果发现:随着时效温度的提高,铝合金强度达到峰值的时间缩短,并且两个峰值之间的时间间隔也缩短,时效温度为120℃时,铝合金的第二峰值强度高于第一峰值强度;时效温度高于120℃时,铝合金的第一峰值强度高于第二峰值强度。

汽车在进行模拟碰撞试验过程中,防撞横梁则需要较大的强度来抵抗变形,对于防撞系统强度设计要求较高的汽车用铝型材,选用7×××系合金更为牢固可靠。

现有7003合金成分及挤压控制参数型材产品T6时效后不能很好的满足7003-T6力学性能要求,R p0.2≥350MPa ,R m ≥390MPa ,A 50≥12%。

同时由于型材金相组织要求高,加上7×××系合金挤压型材具有较强自然时效现象,后续深加工均需要在未时效状态下进行。

然而,未进行时效的型材随着停放时间延长会导致其力学强度逐渐增加,而加工时间不固定则会导致弯曲角度稳定性差、产品变形较大处易开裂等缺陷,影响型材产品加工品质。

1试验材料及方法1.1试验型材及要求试验型材为汽车用7003铝合金防撞横梁,型材全截面位置壁厚4~5.5mm ,结构相对简单,挤压模具为双孔型材组合模具。

采用卧式4000t 铝合金挤压机,挤压系数为51。

淬火方式采用在线水雾冷却。

上机铸锭要求熔铸后充分均质处理,无明显偏析、表面无油污、裂纹等缺陷,图1为此次试验断面。

汽车用铝合金型材开发与轻量化应用

汽车用铝合金型材开发与轻量化应用

汽车用铝合金型材开发与轻量化应用1. 前言节能降耗、减少排放、提高安全性能成为汽车行业发展方向,汽车轻量化技术是解决节能环保的重要措施。

可通过结构优化设计、轻量化材料应用及多种制造技术集成应用而实现产品轻量化。

铝合金由于其密度小、成型性好、吸能效果好及耐腐蚀性能好等原因被广泛应用于轻量化汽车中。

据记载,汽车制造企业于1896年开始使用铝合金制作曲轴箱,发展到现在,铝合金已使用到汽车各部位,如发动及缸体、仪表台及发动机支架、铝合金车轮、悬挂系统零件、保险杠防撞梁及吸能盒、车门及热交换器等,甚至是全铝车身。

现在国际上已有不少全铝合金车身车型在售,包括Honda的超级跑车NSX,Audi的A2、A8、R8以及Jaguar XJ。

其中Jaguar XJ是铝合金技术轻量化技术发挥到极致的车型,不仅车身重量大幅度下降,而且车身零件总数从5189个降至2761个,车身刚性提高了48%。

据资料所示,铝合金在汽车的使用量逐渐增加,从1990年平均50kg/车,发展到现在已达平均150kg/车以上。

2. 铝型材特点及其应用2.1 铝型材特点挤压是铝合金重要的成型方法,铝合金挤压成型是一种热加工成型方法,并且在整个生产过程中,铝合金均处于三向压应力状态下成型。

整个生产过程可这样描述:首先,把铝及其他合金熔炼铸造成所需要的铝合金铸棒;然后,把预热后的铸棒放进挤压设备内进行挤压,铝合金坯料在主缸挤压作用下,通过模具的型腔成为所需的型材;最后,为了提高铝型材的力学性能,在挤压过程或挤压后进行固溶处理,随后在进行时效处理。

时效处理后的力学能能根据不同的成分及时效制度各异,表1为汽车用挤压铝型材与普碳钢的性能对比。

表1 汽车用挤压铝型材与普碳钢的性能对比铝合金挤压产品较其他成型方式,具备以下的特点:(1)在挤压过程中,被挤压金属在变形区内获得比轧制、锻造更为强烈和均匀的三向压缩应力状态,因此挤压可充分发挥被加工金属的塑性,可用于加工轧制锻造无法加工的难变形金属,同时可用于制作各种空心或实心的复杂截面构件;(2)由于铝型材几何截面可变,因而其构件的刚度高,可提高车身的刚性、降低其NVH特性、提高车辆动态控制特性;(3)由于铝型材截面可控制,可提高构件的功能集成程度,降低构件数量,同时通过截面匹配还可实现焊接精确定位;(4)具有挤压效益的产品,在淬火时效后,纵向强度性能(Rm,Rp0.2),远比其他方法加工的同类产品要高;(5)挤压后产品表面色泽好,耐腐蚀性能好,不需要做其他防腐性的表面处理;(6)挤压加工灵活性大,工装模具成本低,设计变更费用低。

试论汽车前防撞梁低速碰撞性能分析及优化设计

试论汽车前防撞梁低速碰撞性能分析及优化设计

试论汽车前防撞梁低速碰撞性能分析及优化设计摘要:随着汽车保有量不断增加,城市道路越来越拥堵,这种现象下汽车行驶速度会减慢,低速碰撞就成为城市交通事故当中最主要的类型。

发生低速碰撞之后前端的防撞梁对汽车重要零部件起到很好的保护作用,因此防撞梁碰撞安全性能一直是汽车被动安全领域内被研究的重点方向。

关键词:汽车;防撞梁1 低速碰撞法规与防撞梁性能评价汽车防撞梁的评价指标主要有防撞梁系统总吸能、碰撞力、碰撞器侵入量。

其中,防撞梁系统总吸能是指汽车在低速碰撞当中,防撞梁是主要吸能部件,应该尽可能吸收更多能量,减少发生碰撞传递到车身上的碰撞能量。

防撞梁系统碰撞力可以表示为防撞梁、碰撞器两者之间的相互作用力。

防撞梁系统碰撞力越来越小,传递到车身上的作用力就会越来越小,对车内部乘客、汽车零部件产生的危害也就越来越小,汽车的碰撞性能也就越小;汽车碰撞器侵入量:防撞梁系统后面安置了散热器与发动机等重要设备,因此防撞梁系统被撞击产生的力度必须小于许可量。

在实际实验过程中如果是整车实验、零部件碰撞实验等成本都比较高;如果车辆防撞梁抗弯强度不足,就无法满足碰撞实验要求。

2 防撞梁碰撞安全性能分析2.1 材料力学性能参数本次研究使用拉伸实验来获取防撞梁材料力学性能参数,建立起防撞梁三点压弯有限元校验防撞梁的抗弯性能,同时验证校正模型建立起有限元模型,从而验证模型。

利用该建模方式来建立汽车防撞梁低速碰撞有限元模型,计算基于ECE-R42法规、CFVSS215法规,验证设计是否满足要求。

为获取防撞梁材料力学性能参数,使用WDW-100D 微机控制电子试验机进行金属材料的拉伸实验。

实验使用材料为AA6082-T6 铝合金,科研用在制作横梁、连接板,以及AA6063-T4 铝合金,可以用来制作吸能盒。

首先制作金属材料用来进行拉伸实验,实验标准以GB/T16865-2013为基准[1]。

表1 碰撞工况分析2.2 防撞梁抗弯强度为保证设计开发效率必须要节约实验成本,首先应该对防撞梁系统的抗弯强度进行校核,通过防撞梁三点压弯实验来验证设计强度是否满足标准,之后再次进行碰撞实验。

铝合金材料在汽车轻量化中的应用和案例

铝合金材料在汽车轻量化中的应用和案例

标题:铝合金材料在汽车轻量化中的应用与案例在当今汽车行业中,轻量化已成为各大汽车制造商和供应商争相追逐的目标。

而铝合金作为一种轻质、高强度的材料,其在汽车轻量化中的应用越来越受到重视。

本文将深入探讨铝合金材料在汽车轻量化中的应用和相关案例,帮助读者更全面地了解这一话题。

一、铝合金材料在汽车制造中的重要性1. 超轻铝合金材料的优势铝合金是一种轻质、高强度的材料,具有优异的塑性和耐腐蚀性,在汽车制造中具有独特的优势。

相较于传统的钢铁材料,铝合金的密度更低,能够有效减轻汽车整车重量,提高燃油经济性和车辆性能。

2. 铝合金在汽车轻量化中的应用铝合金在汽车轻量化中被广泛应用于车身、车轮、发动机、悬挂系统等方面。

其中,铝合金车身能够显著降低整车质量,提高车辆的操控性能和安全性;铝合金车轮具有良好的强度和耐磨性,能够减轻车轮质量,提高车辆的加速性能和燃油经济性;铝合金发动机能够降低车辆功率损失,提高发动机的热效率和动力性能。

二、铝合金材料在汽车轻量化中的经典案例1. 特斯拉电动汽车特斯拉电动汽车采用了大量铝合金材料,如铝合金车身、铝合金车轮等,有效实现了车辆轻量化。

特斯拉车辆在加速性能和续航里程方面均表现出色,得益于铝合金材料的应用。

2. 奥迪汽车奥迪汽车在车身和发动机部件中广泛采用铝合金材料,如铝合金车门、铝合金车架、铝合金活塞等,大幅减轻了车辆重量,提升了车辆的燃油经济性和动力性能。

三、个人观点与理解在我看来,铝合金材料在汽车轻量化中的应用具有极大的潜力。

随着汽车工业对节能环保和性能提升的需求不断增加,铝合金作为一种轻质、高强度材料将会在未来得到更广泛的应用。

我认为汽车制造商和供应商在铝合金材料的研发和应用领域还有很大的发展空间,需要不断进行技术革新和创新应用,以满足市场对轻量化汽车的需求。

铝合金材料在汽车轻量化中的应用和案例是一个备受关注的话题,其在汽车制造中的重要性不言而喻。

希望通过本文的内容,读者能够更深入地了解铝合金材料在汽车轻量化中的应用和相关案例,并与我一同探讨这一领域的未来发展方向。

铝合金材料在汽车轻量化中的应用和案例

铝合金材料在汽车轻量化中的应用和案例

铝合金材料在汽车轻量化中的应用和案例铝合金材料在汽车轻量化中的应用和案例导语:随着环保意识的不断增强,汽车行业对于减少排放和提高燃油效率的需求也日益迫切。

作为关键材料,铝合金在汽车轻量化领域发挥着重要作用。

本文将以铝合金在汽车轻量化中的应用和案例为主题,从多个角度深入探讨这一问题。

一、背景介绍铝合金是一种具有良好机械性能、低密度和良好耐腐蚀性的材料。

相比于传统的钢材,铝合金具有更轻的重量和更高的比强度,可以有效地降低车身质量并提高汽车整体的燃油效率。

在现代汽车工业中,铝合金已经被广泛应用于车身、引擎和底盘等部件。

二、铝合金在汽车轻量化中的应用1. 车身材料:铝合金的应用可以减轻车身重量,提高车辆的燃油经济性和驾驶性能。

铝合金还具有较好的冲压性能,可以实现更复杂的车身设计,提升整车的外观质量和市场竞争力。

2. 引擎部件:应用铝合金制造引擎部件,如进气歧管、缸盖和缸体等,可以降低整车重量,提高发动机的热传导能力和效率,从而提升汽车的性能和燃油经济性。

3. 底盘和悬挂系统:采用铝合金材料制造底盘和悬挂系统的组件,可以降低车辆的重量、减震效果和操控性能,并提高车辆的驾驶稳定性和舒适性。

三、铝合金在汽车轻量化中的案例分析1. 特斯拉Model S:特斯拉Model S采用铝合金车身,减轻了车身重量,同时提高了车辆的稳定性和行驶里程。

这一设计使得特斯拉Model S成为了全球第一款真正意义上的电动豪华轿车。

2. 奥迪A8:奥迪A8采用全铝车身结构,大幅减少车身重量,提高了悬挂系统的性能和车辆的燃油经济性。

奥迪A8的轻量化设计使得其成为一款既豪华又环保的汽车。

3. 雷克萨斯LFA:雷克萨斯LFA采用碳纤维和铝合金材料制造车身,实现了更轻量化和更高刚性的结构。

这使得LFA成为一款极具激情的超级跑车,同时还保持了高度的安全性和驾驶舒适性。

四、个人观点和理解我认为铝合金材料在汽车轻量化中的应用是一种创新的解决方案,既可以满足环保要求,又可以提高汽车的性能和驾驶体验。

关于汽车防撞梁的几点探讨

关于汽车防撞梁的几点探讨

关于汽车防撞梁的几点探讨陈金龙,石磊(海马商务汽车有限公司,郑州450016)【摘要】本文介绍了某款车型开发过程中对前防撞梁结构的改进设计有限元分析过程,阐述了防撞梁在汽车安全结构中的重要作用,并引申讨论了几点防撞梁有关的问题。

【关键词】安全防撞梁引言随着我国经济的迅猛发展,汽车的保有量越来越大,交通压力也随之增大,相对而言,汽车行驶在路上发生事故可能性也随之增大,这种形势下,汽车厂商以及购车的消费者对于汽车安全性的要求日益严格。

九十年代汽车消费主要考虑价格、外观、内饰、乘坐舒适性等要求,目前,人们对于整车安全性的要求已经提高,安全带、安全气囊、安全头枕、安全(夹层)玻璃、儿童安全座椅等已经成为大多数汽车的必备配置,与这些被动的安全装置相比,国外一些先进的主动避免碰撞的系统也已问世,大众、沃尔沃等公司已经推出了各具特色的预碰撞安全系统更加先进的安全系统。

对一辆车的安全来说,主动安全和被动安全都必须放到同等重要的位置,而被动安全性能则和一款车型的车身设计有着密不可分的关系,一个坚固并且具有有效缓冲能力的车身能大大降低碰撞对车内乘员所带来的伤害,而先进的设计理念、科学的设计结构和合理的用料则决定着车身是否能在关键时刻力挽狂澜,优化汽车最基本的车身结构是最经济实惠的“碰撞安全系统”。

1汽车防撞梁的重要意义1.1防撞梁的含义什么是防撞梁?防撞梁是一种用于交通车辆前部及尾部的车辆防撞缓冲防护装置,安装有防护板层和弹性缓冲层并将其交替排列安装,且安装有灯具组合,留有风道。

防护板层形状与车辆安装部位相适应,具有一定坚韧度,弹性缓冲层主要由弹性材料组成,形状与防护板层匹配,可做成独立性装置安装在车辆上或在车辆上组装,具有现行车辆保险杠的防护作用并具有缓冲保护作用(见图1)。

汽车的防撞梁实际是车身结构的一部分,按位置分主要有三种:位于前保险杠后面的是前防撞梁、车门上的侧面防撞梁(也叫车门防撞杆)、后部防撞梁(图2所示)。

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浅谈汽车铝合金防撞梁设计应用
随着汽车工业不断发展,国家法律法规的不断完善,汽车轻量化已成为汽车发展的主要方向,也是降低汽车排放、降低油耗的有效措施。

防撞梁作为汽车前、后保护装置的重要组成部分,在车辆发生低速碰撞时能有效吸收碰撞能量,保护车辆,降低维修成本。

传统防撞梁多采用高强板冲焊而成,重量较重。

文章主要研究一款铝合金前防撞梁的结构设计,通过对比分析其性能优于高强板件,满足整车低速碰撞等性能要求,且有效降低了产品重量,实现轻量化。

标签:防撞梁;前后端保护装置;低速碰撞;铝合金;轻量化
引言
防撞梁是汽车前、后端保护装置的重要组成部分,在车辆发生低速碰撞时,防撞梁部分可以将碰撞能量及时传递至左右吸能盒等吸能部件,充分吸收碰撞能量,降低车辆低速碰撞受损程度,起到保护车辆前后端车灯、锁体、冷却系统等主要部件的作用。

传统防撞梁多采用高强板冲焊而成,工序复杂,重量较重。

而铝合金密度仅为钢材的1/3,用铝合金材料代替传统的钢制材料,可有效实现约40%减重率,实现车身系统的轻量化设计。

本文以一款铝制前防撞梁为例,重点介绍了铝制防撞梁的结构设计及优化措施,通过与传统钢制防撞梁的对比分析,得出铝制防撞梁在实现轻量化的同时能满足整车低速碰撞的性能要求。

1 铝合金防撞梁介绍
1.1 铝合金防撞梁主要构成
车辆的前后保护装置主要包括保险杠总成、防撞梁总成、吸能垫。

防撞梁总成为主要的吸能部件,铝合金防撞梁总成基本构成与传统件相同,主要包括防撞横梁、左右吸能盒、左右安装基板、拖钩套筒及支架类。

各部件间主要通常是通过焊接、螺栓固定两大工艺进行连接(图1)。

其中防撞横梁、吸能盒为主要的吸能部件,其结构设计尤为重要。

1.2 鋁合金防撞梁工艺
铝合金防撞横梁主要是将挤压型材经过锯切、弯曲、铣削等工序加工成型后,再进行热处理,最后焊接或螺栓连接而成。

有些产品还会根据外观需要对其进行表面阳极氧化、喷涂等处理,以满足耐磨性和光洁度等要求。

铝合金防撞梁总成具体工艺过程如下:
型材坯料——锯切——弯曲成型——冲孔修边——焊接——清洗——时效处理——钻洗切削——焊接/装配——成品检验。

2 一款铝合金防撞梁的设计
以江淮汽车某轻量化项目为例,以成熟的钢制件性能为目标,通过对比分析,重点介绍了铝合金防撞梁设计过程及CAE分析、实验验证等。

该车型为一款7座MPV,现有前防撞梁总成为传统钢制件,防撞横梁料厚为1.5mm,断面结构形式为“C”,重量为5.5kg。

铝合金轻量化防撞梁是基于安装方式不变的前提下进行相关设计。

2.1 铝合金防撞梁外轮廓尺寸设计
按照GB 17354汽车前后端保护装置法规要求,碰撞基准高度为445mm,在此高度上,车辆无论处于整车整备质量状态时或是处于加载试验车质量状态时均具有有效的保护装置。

所以在铝合金防撞梁设计中首先根据该MPV车型整备质量姿态、加载姿态的地面线确认防撞梁在整车的布置位置。

同时以满足该车型前保险杠造型为前提,通过布置分析,为了确保在实际碰撞中防撞梁能有效吸能,最终确定了防撞横梁Z向轮廓尺寸100mm,X向轮廓尺寸为40mm,Y向轮廓尺寸为1080mm。

2.2 铝合金防撞梁主断面设计
整车碰撞过程中,防撞横梁主要将碰撞能量传递到吸能盒上,所以对横梁强度要求比较高。

通常铝合金防撞横梁断面多为多腔形,以“日”字形、“田”字形居多。

基本料厚多为2.5mm。

材料多采用6系或7系的合金挤压型材,例如6082、6351、7A53等系列。

吸能盒主要通过自身的压溃变形将碰撞中产生的能量转换成内能,且抗载能力需低于前纵梁,故要选用具备较好吸能性的材料,例如常用的6063、6060,典型断面为“口”字形、“日”字形、六边形等。

基本料厚2.2mm 至3.0mm。

基板和拖钩套要求具有较高的承载能力,多采用6063、6082、6060等材料,基本料厚约4mm至5mm。

在该MPV车型铝合金防撞梁设计中,首先以钢制横梁最大承载力9.2kN为目标值,通过不断优化截面、料厚,通过与钢制件对比分析,最终设计铝合金防撞横梁截面为“日”字型,左右吸能盒截面为“口”字形。

各零部件材料、料厚清单如表1。

通过理论计算,铝合金相对钢制防撞梁减重2.22kg,减重率达40.4%。

2.3 铝合金防撞梁结构设计
确定了防撞横梁、左右吸能盒截面,主要结合前保险杠型面及纵梁面前后空间来设计前防撞横梁弧度、吸能盒长度,最终完成铝合金防撞梁结构设计。

该MPV车型防撞横梁弧度约达R2000。

同时为了满足基本成型工艺要求,结构设计中主要设计要点如下:(1)为了满足挤压铝合金成型工艺,防撞横梁、左右吸能盒的最小圆角均设计为R3,方便成型。

(2)为了满足横梁与吸能盒焊接工艺要求,焊接边宽度设计≥8mm。

(3)为了满足焊接时焊接枪头部操作空间,焊枪头周边安全间隙≥8mm。

(4)该车型的铝合金前防撞梁因需要布置整车拖钩套筒,
在“日”字型防撞梁横梁设计时要结合整车拖钩布置高度进行相应避让。

(5)为了确保与钢制防撞梁装配通用性,铝合金防撞梁仍采用8个螺栓与前纵梁固定,螺栓表面的锌铝涂层处理会生成氧化膜,具备自修复功能,且铝合金防撞梁与金属纵梁板之间通过塑料前端模块相隔,避免因电位差导致腐蚀,具备良好的耐腐蚀性。

2.4 铝合金防撞梁焊接工艺
铝合金焊接形式主要有MIG焊接、TIG焊接、冷敷金属焊接CMT等,该MPV车型铝合金前防撞梁总成主要采用脉冲MIG焊接,其优点在于可控制脉冲式送丝,可实现无焊渣无飞溅焊接;数字式焊接系统,焊接温度冷热交替,大大降低焊接热的产生,减少被焊接件的热变形;可设置熔滴的参数,实现更好的焊缝厚度过渡。

设计中主要结合产品本身结构,综合考虑产品总成焊接方便性制定焊接工序,具体如下:
拖钩套筒与防撞横梁焊接——左吸能盒与防撞横梁焊接——右吸能盒与防撞横梁焊接——左安装板与防撞横梁焊接——右安装板与防撞横梁焊接。

2.5 铝合金前防撞梁CAE分析
完成了铝合金前防撞梁空间布置分析及结构设计后,借助于计算机辅助计算进行相关分析。

经过分析,铝合金前防撞梁拖钩强度满足GB32087-2015《轻型汽车牵引装置》中10种工况,残余位移均小于1mm,塑性应变小于1%。

因其封闭多腔的结构特征,拖钩强度性能相对传统钢制件更优。

同时也满足GB 17354《汽车前后端保护装置》法规要求,具体分析结果见表2。

2.6 铝合金前防撞梁实验验证
通过实验验证,该MPV车型铝合金前防撞梁焊接强度、拖钩强度、碰撞性能、耐腐蚀性能等均满足整车性能要求。

3 结束语
本文主要论述了一款MPV车型铝合金前防撞梁的设计应用。

铝合金前防撞梁技术就是通过铝合金材料代替传统的钢制件,通过截面、料厚等结构优化设计,在满足产品综合性能的前提下有效实现产品轻量化设计,减重率达30%~40%。

且通过实验验证,该铝合金前防撞梁满足整车性能要求,为后续车型轻量化开发提供一定参考。

参考文献:
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[3]洪亮,葛如海,宫燃,等.汽车保险杠低速碰撞安全性能优化[J].河南科技大学学报:自然科学版,2013,34(6).
[4]王刚,刘孝峰.以轻量化为目标的汽车车身优化设计分析[J].科技创新与应用,2017(01):158.。

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