基于有限元分析的发动机罩板轻量化设计开题报告

1. 研究目的与意义

汽车的轻量化不仅仅是减轻汽车重量的问题，更重要的是，为了确保汽车的性能不受影响，制造资金不可能增加很多，通过各种技术的综合应用、优化设计，实现节能减排和车辆综合性能提高的目标。

汽车车身结构优化是设计方案优选的主要方向，在目前车身轻量化的设计中,选取车门作为轻量化目标的较多，然而发动机罩板相比于车门来说较简单，虽然两者选材原则和加工工艺基本相同,但是发动机罩的尺寸更大,可进行的轻量化程度更大。发动机罩板属于车身覆盖件,是车身的重要组成部分,起着保护发动机,隔离噪声等作用,可以使发动机在恶劣天气中正常运转。发动机罩由内、外板组合而成,外板为空间曲面板,其外表形状与整车造型协调一致,体现轿车的外形特征,因此不适合进行结构拓扑优化;内板为薄钢板,为增加机罩的整体刚度，内板整体拉延后成形,筋条网格状布置,结构比较随意,其主体结构中可以根据需要布置孔洞,以减轻其自身重量,同时起到加强刚度的作用,因此机罩内板比较适合进行结构优化。

若能在在保证发动机罩板具有一定的强度和安全性能的同时，实现对其的轻量化设计，将会大大的提升汽车的燃油经济性以及动力性。因此本次将选择发动机罩板作为研究对象，对发动机罩板的轻量化设计及耐撞性展开了一系列研究。

2. 课题关键问题和重难点

1.课题拟解决的关键问题:

（1）发动机罩板工况分析。

（2）根据有限元分析的结果， 基于轻量化目的对原发动机罩板结构进行优化设计，确定优化方案，建立优化后发动机罩板的结构模型；对优化后的发动机罩板再次进行有限元分析，验证优化方案的可行性；

3. 国内外研究现状（文献综述）

1项目研究的国内外发展现状

1.1 项目国内研究现状

汽车轻量化巨大的发展潜力和价值，引起了全球大量的人员去研究探索。国内外对于罩板的轻量化，在结构优化和材料选择上进行了诸多的研究，也取得了不少的成果^[1]。

4. 研究方案

1.研究方案设计

罩板是汽车外部最大的覆盖件之一，有着保护发动机，隔热隔音的功能，并且由于其位置处于车体的前部，在发生撞车事故时，罩板是最先受到力的部件之一，极易发生变形， 影响着整车以及乘员的安全，所以罩板必须有够高的强度，所以有必要对罩板进行静力分析。在汽车不同的行驶状态下，罩板的受力情况也会不同。本次设计主要分析罩板的正向弯曲工况、侧向弯曲工况、扭转工况和模态工况。

本次设计使用 catia 来建立罩板的三维模型。根据尺寸参数，建立了罩板的三维模型并完成装配。

5. 工作计划

2023.1.2～2023.1.15完成译文翻译，查阅文献，完成开题报告并上传毕设网。

2023.1.16～2023.2.5指导老师审核译文和开题报告，根据指导老师意见完成修改。

2023.2.6～2023.3.19按照开题报告的方案，开始毕设课题的计算及设计。确定研究对象，确定发动机罩板的优化目标，建立汽车发动机罩板的三维模型；