你做什么工作在你削减钢铁汽车结构的身体的重量通过使用最先进的材料、制造技术和设计吗?亚博网站下载你坐下来欣赏更轻、更环保的汽车创造了吗?不,你同样的原则适用于其他地区的汽车。后的超轻钢车身(ULSAB)项目,这是旨在优化使用钢车身,钢铁生产商的一个国际财团,包括英国钢铁,已着手开始超轻钢汽车闭包(ULSAC)项目。项目旨在展示潜在的钢基汽车关闭面板,提供主要重量储蓄没有处罚结构性能或成本。 减重的目标区域ULSAC关注四个关闭面板——门,帽子(易耗品),尾灯(行李箱盖)和后门(掀背车)。该项目涉及的第一阶段为轻钢闭包生成设计概念,可以合理使用当前车辆制造技术。新的闭包还必须满足预定义的目标的关键结构参数。 项目的设计生产的第一阶段形成的基础建设示范关闭面板在第二阶段。ULSAC财团简约特洛伊的保时捷工程服务(PES),密歇根,为项目提供工程管理和工作与公司在定义项目的目标。 项目的方法ULSAC方法由基准测试、目标设定、概念设计、有限元分析计算的概念设计和成本分析。18日基准进行中高级大小1997年北美、欧洲和日本的汽车定义当前最先进的设计理念。研究建立了质量,尺寸和结构性能标准的四个闭包。结构性能测试方法和规范定义从汽车制造商的调查,以代表OEM的内部目标。 基准测试后,PES每个闭包的目标发展。维目标门,帽子和尾灯是基于维度用于ULSAB车身。结构性能目标设定在区间的中点的OEM调查中,为每个闭包和质量目标设定为10%低于基准测试的最好的部分。 亚博网站下载材料和设计理念钢之间的平衡重量较轻,结构性能和成本是通过使用先进的钢和制造技术结合迭代整体的设计方法。在这种方法中,结构作为一个集成的系统,而不是作为单个组件的装配。门,努力优化设计是针对金属板板和组件。体重在这两方面实现了储蓄,而储蓄在另一个不那么复杂的闭包是通过关注设计、材料和制造的内部和外部面板。亚博网站下载高强度钢是用于所有外板。Bake-hardenable钢与210 mn.m的最小屈服应力2版发布条件具有良好的成型性能和冲压成型后获得额外的强度和耐冲击性,油漆烘干。高强度钢被选为其他组件,如铰链区域内部的面板、门和1200 mn.m2屈服应力超高强度钢用于侧入侵酒吧给好耐冲击在低体重。 三明治板钢夹层材料还可用于大规模减少。ULSAC设计研究表明,使用它对阀盖和尾灯内心世界可以增加重量节省3%。钢夹层材料可以承受烤箱烤,这样部件可以组装之前绘画。然而,它增加闭包的成本相比,目前的设计。 板料液压成形板料液压成形是用于制造外板增加耐冲击性通过更好的应变分布和加工硬化。所有四个闭包可以用sheet-hydroformed外板由bake-hardenable钢。高强度管液压成形也减少的重量frame-integrated车门框架和后挡板设计。 定制的空白ULSAB项目中,使用定制的空格是减肥和成本的关键。所有的门设计概念定制空格用于内部和/或外部面板。这使得钢筋roof-integrated带区域的门设计通过使用较厚的材料。更复杂的空白建设涉及非线性焊接意味着激光焊接可以位于最佳成型性能,同时仍然提供重量储蓄。 组装方法组装方法给出连续增加关节刚度和为大众提供机会储蓄相比,发现焊接总成。因此,粘合剂和激光焊接在关闭指定尽可能的设计。阀盖和尾灯inner-to-outer限制关节形成使用粘合剂和增援连着阀盖内。激光焊接是广泛用于门,后挡板设计加入管液压成形零件,和附加的铰链梁的影响。 项目性能减肥技巧各种技术被用来降低质量和/或提高结构刚度。其中包括部分整合,功能集成,将特征线外板和内心世界支持外板设计。例如,在车门框架设计、薄壁压铸是用作连接上、下框架结构节点。这把镜子补丁,上铰链和联合节点为一个部分。阀盖和尾灯内心世界与三角梁设计“V”模式支持外部面板。 整体减肥的重量节省设计研究列于表1。这表明之间的门设计是轻于基准测试平均21%和27%。帽子的设计比基准轻26%或32%取决于使用夹心钢。同样,尾灯,体重23%或29%的储蓄可以获得根据夹心钢的使用。后挡板设计比基准轻平均22 - 32%。 表1。摘要ULSAC的重量节省
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屋顶集成门 |
19.7 |
15.5 |
15.1 |
23 |
框架集成的门 |
19.7 |
15.5 |
15.5 |
21 |
车门框架 |
19.7 |
15.5 |
14.3 |
27 |
阀盖 |
11.6 |
8.0 |
7.9 - -8.5 |
26 - 32 |
尾灯 |
11.2 |
8.0 |
8.0 - -8.6 |
23-29 |
后挡板 |
13.9 |
11.3 |
9.5 - -10.9 |
22-32 |
有限元分析和刚度
有限元分析计算进行确认每个部分的设计会给可接受的结构性能。门,框架刚度、门下垂、扭转刚度,检查负载和入侵负载进行评估。扭转刚度和弯曲刚度是看着帽子,尾灯和后挡板设计,而数据边梁刚度得到阀盖和尾灯。所有的设计满足了设定目标来自OEM的调查。 成本分析结论研究PES进行了初步成本分析每个ULSAC闭包的概念。创建一个基线比较ULSAC闭包,PES发达的成本估计当前的闭包在类似的尺寸和几何形状相似的材料制成的。亚博网站下载基于制造业的成本估计商业经济的经验和知识。 这种经济分析显示无明显差异渐变的成本“概念”和“基线”的两个三个门的设计。frame-integrated门估计超过基线成本约7%。帽子,没有额外成本钢板的解决方案和一个钢夹层设计增加了约10%。同样,研究显示尾灯没有额外成本与基线相比,钢板的解决方案和钢夹层设计增加了16%。成本概念后门被估计为12%至24%高于基线。 总结上面的结果证明,ULSAC研究表明钢闭包概念重平均高达32%低于基准测试和10%小于最佳组件可以被设计。所有的设计满足严格的结构性能目标刚度和侧影响性能要求的汽车制造商。ULSAC项目表明,使用先进的钢带材料和制造技术,如定制的空白和液压成形可以获得奖励为设计师在重量和性能方面,而无需支付额外费亚博网站下载用。第一阶段的ULSAC显然是项目成功的路上开车。 |