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高强度热轧钢板在客车车身骨架上的应用研究

作　者: 林辉
导　师: 陈吉清
学　校: 华南理工大学
专　业: 车辆工程
关键词: 客车车身骨架 高强度热轧钢板 正面碰撞安全性 钢板匹配 结构改进
分类号: U465.11
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 33次
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内容摘要


随着节能环保要求的日益提高,汽车轻量化成为国内外汽车研发制造中的重要课题,轻量化技术也成为研究领域中的难点和热点。实现车身结构轻量化的途径之一是采用高强度车身材料,同时考虑到成本、加工成型性能等因素,高强度钢成为主要选择。而其中的高强度热轧钢凭借其成本和性能的综合优势,在客车等商用车的车架、车轮及其他结构件上已经有所应用,既达到减重、节能的目的,同时提高汽车被动安全性。国内某钢铁企业积极推广自己生产的汽车用高强度热轧钢板,本课题源于该企业的应用研究,同时得到粤港重点领域招标项目“高品质汽车钢板的开发和产业化”等项目的支持。旨在通过研究高强度热轧钢工艺与性能,并结合客车整车骨架结构模态和刚度分析,正面碰撞安全性、侧翻安全性等方面研究,系统研究高强度热轧钢在客车车身骨架上的应用可行性。本文首先进行汽车热轧钢工艺与性能研究,研究发现通过控制熔炼成分、碳当量、非金属夹杂物以及控轧控冷等措施,热轧钢板金相组织为铁素体和珠光体,晶粒度提高,内部非金属夹杂物减少,具有较好的力学性能、焊接性能、冷弯性以及抗撞吸能性,汽车某些结构件完全可以用热轧钢板替代冷轧钢板。在结合客车车身骨架进行研究时,首先验证所建模型的准确性并对原模型进行静态有限元分析,确定高强度热轧钢板在客车车身骨架上的初始分布方案;然后进行客车车身骨架侧翻和正面碰撞安全性分析,针对原车型的安全性分析提出材料改进方法,得到改进模型上高强度热轧钢的应用方案。仿真结果显示改进模型的安全性较原车型有了一定的提高。在改进模型的基础上进行客车车身骨架的结构设计,包括板厚改进、保险杠吸能模块设计、空间桁架结构设计以及其他局部结构的改进等,最终得到客车车身骨架的最终模型,比较结果显示最终模型的正碰抗撞吸能性较改进模型有了明显的提高。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章 绪论  10-18
  1.1 论文选题意义  10-12
  1.2 高强度钢板的应用  12-14
  1.3 汽车热轧钢的应用和研究  14-16
    1.3.1 应用现状  14-15
    1.3.2 研究现状  15-16
  1.4 课题的来源与研究内容  16-18
第二章 汽车热轧钢工艺与性能研究  18-30
  2.1 汽车热轧钢工艺改进研究  18-22
    2.1.1 工艺技术研究  19-20
    2.1.2 实施效果研究  20-22
  2.2 热轧型钢抗撞吸能特性研究  22-29
    2.2.1 矩形钢碰撞评价参数  23
    2.2.2 同强度热冷轧矩形钢抗撞吸能性分析  23-27
    2.2.3 不同强度热轧矩形钢抗撞吸能性分析  27-29
  2.3 本章小结  29-30
第三章 客车车身骨架上热轧钢初始分布方案确定  30-45
  3.1 客车车身骨架有限元模型建立与验证  30-39
    3.1.1 建立客车车身骨架有限元模型  30-34
    3.1.2 客车车身骨架模型试验验证  34-39
  3.2 基于满载工况分析的热轧钢初步分布  39-44
    3.2.1 满载条件下各工况分析  39-43
    3.2.2 热轧钢初步分布方案确定  43-44
  3.3 本章小结  44-45
第四章 客车车身骨架模型被动安全性分析  45-57
  4.1 客车车身骨架侧翻仿真受力特征分析.  45-48
    4.1.1 建立客车车身骨架侧翻有限元模型  45-46
    4.1.2 客车车身骨架侧翻有限元仿真结果分析  46-48
  4.2 客车车身骨架正面碰撞仿真受力特征分析  48-55
    4.2.1 建立客车车身骨架正面碰撞有限元模型  48-50
    4.2.2 客车车身骨架正面碰撞仿真结果分析  50-55
  4.3 本章小结  55-57
第五章 客车车身骨架热轧钢匹配方法和结构改进  57-71
  5.1 车身结构钢板选用影响因素  57-58
  5.2 高强度热轧钢匹配方案及分布总结  58-60
    5.2.1 热轧钢强度提高方案  58-59
    5.2.2 热轧钢分布方案总结  59-60
  5.3 材料改进前后正碰仿真结果对比  60-64
    5.3.1 位移变形量对比  60-62
    5.3.2 加速度变化对比  62-63
    5.3.3 内能变化对比  63-64
  5.4 客车车身骨架结构改进分析  64-67
    5.4.1 板厚改进  64-65
    5.4.2 吸能结构设计  65
    5.4.3 空间桁架结构设计  65-66
    5.4.4 其他结构改进建议  66-67
  5.5 结构改进前后正碰仿真结果对比  67-70
    5.5.1 吸能变化分析  67-68
    5.5.2 位移变形分析  68
    5.5.3 加速度变化分析  68-70
  5.6 本章小结  70-71
第六章 结论与展望  71-73
参考文献  73-76
攻读学位期间发表的论文  76-77
致谢  77-78
附件  78

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 汽车工程 > 汽车材料 > 黑色金属 > 钢、合金钢
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