热压成型方法下轻量化汽车零部件的虚拟设计与验证

fawmat

热压成型方法下轻量化汽车零部件的虚拟设计与验证

邢宇航

(吉林大学 珠海学院，广东 珠海 519090)

摘 要 针对汽车制造工业中环保和轻质化的需求，文中基于热压成型工艺对汽车的B柱进行了重新设计，并使用计算机进行了零部件的建模验证。在建模时，基于有限元理论建立了该工艺下的汽车零部件模型，然后遵从C-NCAP碰撞标准设计了汽车的碰撞实验。仿真实验结果表明，与传统使用冷压成型的零部件相比，该方法所设计零部件的质量可降低50%。同时，汽车的被动安全性也有一定程度的提升。

关键词 热压成型；有限元；侧面碰撞；汽车轻质化

随着我国汽车工业的发展，汽车功能不断完善，传统的造车工艺在当前的需求下会带来汽车质量的提升。汽车质量会对汽车的安全性与环保性带来一定的影响，最直观的体现就在于汽车的燃油经济性。据预测，2020年时汽车消耗的石油资源将占全球石油总消耗量的64%[1]。研究表明，当汽车质量下降10%时，经济型可提升6%～8%[2]。因此，汽车的轻质化设计是一个现实的需求。

由于汽车制造需要经历复杂的流程，花费高昂的成本，因此在汽车轻质化的研究过程中，需要先建立汽车零部件的计算机模型，来对设计理念进行验证。本文采用有限元建模方法对使用热压成型工艺的汽车零部件性能进行验证。在验证时，以我国的C-NCAP碰撞标准作为参照[3-6]。计算机仿真结果表明，本文所使用的由热压成型工艺制作的汽车零部件，在实现汽车轻质化的同时，还可以对汽车的安全性有一定程度的提升。

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