汽车B柱轻量化设计开题报告

 2021-12-13 09:12

1. 研究目的与意义(文献综述)

随着汽车工业化的迅速发展以及人类节能环保意识的逐步提高,提高汽车的燃油经济性和减少污染排放逐渐成为了汽车的发展趋势。就现阶段技术而言,汽车轻量化是实现降低能耗和减少排放的有效途径[1]。轻量化设计的主要目的是在不影响车辆性能的前提下,使车身重量最小化[2]。目前,实现车辆轻量化的两大主要途径是车身结构优化设计和轻质材料应用[3]

汽车b柱是汽车的第二根立柱,关系到碰撞安全和车身刚度的重要构件。同时b柱还作为前车门锁扣、后车门铰链及前排安全带卷收器和高度调节器的安装部位[4],必须具有足够的刚度和强度。因此,在保证汽车安全性能的前提下对b柱的轻量化设计是实现降低能耗和减少排放的重要研究方向。

早期汽车b柱只是通过冷冲压加工而成的,这种工艺方法精度低、成型性差,更别提轻量化[4]。对b柱进行轻量化方法的研究一直是国内外汽车发展的重要方向。在材料方面,使用高强度的复合材料一直都是研究的热点。碳纤维作为一种高科技新材料,具有高比强度、高比模量、耐高温、耐腐蚀和热膨胀系数小等一系列优异性能,使用碳纤维复合材料可以满足汽车的优异性能同时很好的实现轻量化[5]。兰祥等人[6]将某车型的金属b柱替换为碳纤维复合材料,研究表明其在大大减轻了b柱重量的同时完全满足汽车的性能要求。同时,国内也有人如熊长丽等人[7],还有陈伟等人[8]仅在b柱的加强板上使用碳纤维复合材料完成了轻量化。而在国外也有人使用合金材料如7075铝[9]实现了b柱轻量化。

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2. 研究的基本内容与方案

2.1研究的基本内容、目标

(1)对现有汽车b柱进行研究分析,定位设计目标。

(2)进行b柱的材料选择以及结构的设计,绘制三维模型。

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3. 研究计划与安排

1-2(7学期第19-20周)

确定毕业设计选题、完善毕业设计任务书(相关参数)、校内外资料收集

3(8学期第1周)

方案构思、文献检索、完成开题报告

4~5(8学期第2-3周)

外文翻译、资料再收集

6~8(8学期第4-6周)

设计计算、草图绘制

9~11(8学期第7-9周)

图样绘制、编写设计计算说明书(论文)

12~14(8学期第10-12周)

图样及设计计算说明书整理、资料袋整理,答辩资格审查

15(8学期第13周)

学生提出答辩申请,并作答辩准备;教师审阅图纸、说明书

16~17(8学期第14-15周)

参加答辩

4. 参考文献(12篇以上)

[1] 侯凡龙.碳纤维复合材料汽车b柱性能研究[j].科技创新与应用,2016(11):43.

[2] pan f,zhu p,zhang y.metamodel-based lightweight design of b-pillar with twbstructure via support vector regression[j].computers & structures,2010,88(1):36-44.

[3] qiming liu,fei lei,yongjun li, et al.structuraldesign and global sensitivity analysis of the composite b-pillar with plydrop-off[j].structural and multidisciplinary optimization,2018,57(3):965-975.

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