開題報告 - 基于碰撞安全性的轎車車身結構輕量化設計

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1、 本科生畢業(yè)設計（論文）開題報告 論文(設計)題目 基于碰撞安全性的轎車車身 結構輕量化設計 作者所在系別 機電工程學院 作者所在專業(yè) 車輛工程 作者所在班級 作 者 姓 名 作 者 學 號 指導教師姓名 指導教師職稱 講師 完 成 時 間 2017 年 3 月 畢業(yè)設計(論文)開題報告 學生姓名 專 業(yè) 機電 班 級 B13141 指導教師姓名 職 稱 講師 工作單位 北華航天工業(yè)學院 課題來源 教師自擬課題 課題性質

2、 應用課題 課題名稱 基于碰撞安全性的轎車車身結構輕量化設計 本設計的科學依據 （科學意義和應用前景，國內外研究概況，目前技術現狀、水平和發(fā)展趨勢等） 輕量化是提高汽車燃油經濟性、減少尾氣排放、節(jié)約材耗、提升安全性的有效手段。國外有試驗表明，若汽車整車重量降低10%，燃油效率可提高6%—8%；汽車整備質量每減少100公斤，百公里油耗可降低0.3—0.6升；汽車重量降低1%，油耗可降低0.7%。而在駕駛方面，汽車輕量化后其加速性能也將

3、得到提高，而在碰撞時由于慣性小，制動距離也將減少。此外，車輛每減輕100公斤，二氧化碳排放可減少約5克/公里。這些數據顯示出輕量化設計具備這樣三個優(yōu)點：節(jié)油、減排、提升駕駛樂趣。輕量化對于制造環(huán)境、國家、企業(yè)和消費者都是有益的，所以汽車輕量化的發(fā)展對人類的影響具有不可估量的劃時代的意義。 目前國內外針對車身輕量化的研究比較廣泛。車身輕量化可以應用新型輕量化材料,例如高強鋼、鋁合金或鎂合金等。車身結構的輕量化研究在已有車型的輕量化改進設計中應用廣泛,可以在保證車身結構整體性能基本不變的前提下 ,最大限度地減輕各零部件的質量, 先進制造工藝：推廣液壓成形、激光焊接在汽車制造中的應用，但是車身結構

4、的輕量化設計往往忽略了車身碰撞安全性的要求。此外，汽車所有零部件質量總和約占整車質量的3/4，汽車零部件輕量化技術研究必須得到重視。故而，充分發(fā)揮不同輕量化技術的優(yōu)勢，實現汽車輕量化技術的系統(tǒng)化和集成化，是未來汽車輕量化的必然之路。 設計內容和預期成果 （具體設計內容和重點解決的技術問題、預期成果和提供的形式） 設計內容與預期成果： 1、介紹汽車車身輕量化設計的發(fā)展現狀。 2、對車身零件的厚度進行優(yōu)化設計計算并對其進行調整。 3、應用有限元

5、分析軟件對轎車的正面碰撞進行模擬計算，和輕量化的結果進行比較分析。 4、根據碰撞結果對優(yōu)化的車身零件厚度進行調整。（重點） 5、總結及發(fā)展前景。 6、在基于碰撞安全性的前提下可以充分驗證輕量化設計方法的可行性以及可以應用于實踐的結果。 圖文并行 擬采取設計方法和技術支持 （設計方案、技術要求、實驗方法和步驟、可能遇到的問題和解決辦法等） 汽車輕量化的工作不是一個減薄的工作，輕量化是設計出來的。本課題是在車身結構輕量化設計的同時，還要保證其碰撞的安全性。論文以某轎車為例，在保證剛度和模態(tài)的前提下，以車身質量最小化為優(yōu)化目標，對

6、車身零件的厚度進行優(yōu)化設計計算，根據零件的可制造性和加工成本對優(yōu)化的零件厚度進行調整。應用有限元分析方法對轎車的正面碰撞進行模擬計算，對輕量化的設計結果進行對比分析，根據碰撞結果對優(yōu)化的車身零件厚度進行調整，使輕量化的車身滿足碰撞安全性的要求。 設計方法: 1.更新設計思想 2.結構優(yōu)化設計 建立梁、板殼單元有限元模型，優(yōu)化梁截面形狀尺寸、板的厚度以及設計等效車身結構。車身結構性能分析：剛度分析、碰撞安全性分析 3.采用輕質材料 輕量化材料：高強度鋼板和特種鋼板；鋁、鎂輕金屬合金；塑料、復合材料；泡沫塑料。 4.革新制造工藝。 用薄板焊接結構代替梁、建立車身設計明細 此次設計

7、無法做出實物，只能進行模擬。 實現本項目預期目標和已具備的條件 （包括過去學習、研究工作基礎，現有主要儀器設備、設計環(huán)境及協(xié)作條件等） 過去我們了解過汽車碰撞安全性的一些知識在書中以及文稿中看到過這方面的研究。因不具備太多的實驗條件故以某轎車為例，在保證其碰撞的安全性的前提下，進行車身輕量化設計。 各環(huán)節(jié)擬定階段性工作進度 (以周為單位) 時間進度安排： 第1周 廣泛查閱參考資料，重點閱讀重要參考文獻； 第2~3周 對車身零

8、件的厚度進行優(yōu)化設計計算并對其進行調整； 第4~5周 應用有限元分析軟件對轎車的正面碰撞進行模擬計算，和輕量化的結果進行比較分析； 第6~7周 根據碰撞結果對優(yōu)化的車身零件厚度進行調整； 第8周 撰寫論文，準備答辯。 開 題 報 告 審 定 紀 要 時 間 地點 主持人 參 會 教 師 姓 名 職 務（職 稱） 姓 名 職 務（職 稱） 論 證 情 況 摘 要 記錄人： 指 導 教 師 意 見 指導教師簽名： 年 月 日 教 研 室 意 見 教研室主任簽名： 年 月 日