新材料与工艺手册

[拉铆] 汽车轻量化中的新型连接方法

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发表于 2019-6-24 09:19:19 | 显示全部楼层 |阅读模式

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汽车轻量化在线】德国Automobil Idndustrie杂志近日在乌兹堡市(Würzburg)举办了一场汽车轻量化技术峰会,期间,汽车制造企业和高等院校展示了各自的研究成果。这些新技术不仅能实现轻量化结构的零部件生产加工,而且还能巧妙地将不同的机械加工方法有机地结合到一起,以期达到物尽所用的效果。计算机仿真的重大意义

无论是焊接还是铆接,无论是铝合金材料还是钢铁材料,在每一次生产制造之前,除了要确定它们的最佳加工工艺之外,还要确定制造这一零部件最佳的材料。而今天,便是像拓扑优化这一类的仿真技术。这类技术归结于计算机仿真运算过程,实质上便是将零件第一次设计的所有数据输入到计算机模拟软件中进行模拟运算。之后,在几个模拟循环中进行优化的运算过程。

针对这一话题,德国伍珀塔尔大学的Axel Schumacher教授认为,在模拟计算过程中要定义好目标函数以及所有的限制条件,而且还要知道所使用的优化算法的可能性和限制。另外,设计者还需对金属材料的加工特性做到了如指掌。只有这样才能避免因生产加工的限制而重新设计零部件结构的窘境。这也许是在设计过程中,工程师们最不愿看到的情景了。

做到对材料的性质了如指掌还不够。为了更高效地加工零部件,合适的加工工艺和各个零件的连接工艺也同样不能忽视。因此,在设计阶段,在计算机中进行模拟的意义重大。

此次峰会上,Simufact公司的常务董事Hendirk Schafstall先生也表达了同样的观点,他认为,生产制造过程的模拟应以提高零部件设计效率,将真实的零部件试验与测试转移到虚拟的环境中为目的。这不仅可以节约大量的时间和资金,而且也使产品开发人员减小对测试样件和测试设备的过度依赖。

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几家汽车制造商和供应商在轻量化峰会上展示了多种将不同材料连接起来的新技术

适合于各种材料的连接技术

大众汽车的Markus Tuchtfeld先生非常详尽地从性价比的角度分享了铝合金材料的电阻点焊连接工艺。与钢材电阻点焊不同,铝合金材料电阻点焊的质量不稳定,这就增加了电极的消耗。为了克服这些缺点,Tuchtfeld先生和他的团队重点研究了电流衰减时间和焊接时间两个参数。Tuchtfeld先生认为,提高焊接电流是一种优化改进的方案,因为这样可以在很短的焊接时间里保持恒定的焊接能量。

在峰会上,另一家名为KVT Fastening的公司也展示了他们的成果。该公司的产品开发经理Matthias Dorner先生是盲铆钉连接技术的专家。他认为这种连接技术的优点是,能够从外侧将不同材质的基础材料与表面材料连接到一起,既可以用手持式工具也可以用固定设备完成盲铆钉连接。KVT公司进而开发了一种全新的盲铆钉钉体。这种新产品能够有效消除在孔壁的作用力,以及可变的调节突头锁紧力。新品的优点显而易见,在对压力比较敏感的材料进行铆接时,安全性得到显著提升。这些材料现如今越来越多地走到了汽车制造的前台,它们包括三明治式的复合夹层材料、陶瓷材料、木材或是纤维增强复合材料。KVT公司还向与会听众展示了这种盲铆钉在宝马公司i3及i8车型上的应用。因为这两款车型的白车身大量使用了碳纤维增强材料。在这一应用场景下,新型盲铆钉有了大显身手的用武之地。

除了上述的压力敏感材料,防腐性能和轻量化的要求也是新型连接技术要解决的问题。另一家名为Kamax Automotive的连接螺栓公司展示了一种既可有效防腐,又具备轻量化特性的技术。该公司副总经理Mario Braun先生分享了这种连接螺栓的氢脆敏感度数值,以便让与会者对比常规产品。新技术降低了氢脆敏感度,结果就是连接螺栓可以减小底盘螺栓的直径,从而降低了整体车身的质量。数据显示,应用这种螺栓的底盘,其螺栓总重可从12.8 kg降低到10.4 kg。不仅如此,应用这种螺栓还可以优化底盘结构设计,达到一箭双雕的功效。

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来源:期刊-《汽车制造业》
作者:Jens Scheiner(编译自德文Automobil Industrie杂志)
发表于 2019-10-11 10:22:42 | 显示全部楼层
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