超高强度汽车保险杠热冲压成形工艺开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

近年来，随着汽车产量和保有量的持续增加，能源危机、交通安全和环境污染问题日趋严重，节能、安全、环保已经成为21世纪世界汽车工业发展的三大趋势，而汽车轻量化技术是实现该目标的有效途径之一^[1]。研究数据显示,若汽车整车重量降低10%，其燃油消耗量将减少6-8%^[2]，排放量降低5-6%^[3] ，广泛采用轻量化技术，能使汽车兼具高效动力和杰出的燃油经济性。为了推进汽车工业的可持续发展，提高汽车的燃油经济性，减少温室气体的排放，我国已经把汽车的轻量化作为节能减排的重要途径而放在了战略的高度来对待。

汽车轻量化，就是在保证汽车强度和安全性能的前提下，尽可能地降低汽车的整车质量，进而提高汽车的动力性、安全性等综合性能，从而达到节能减排的目的^[4]。实现汽车轻量化可以采取的有效途径主要有: ( 1) 采用 cae 技术对汽车的结构进行优化，使零件薄壁化、中空化、小型化、复合化; ( 2) 采用轻量化材料，减轻汽车自重，减少资源消耗和废气排放; ( 3) 采用先进的车身制造工艺，如热成形、激光拼焊、液压成形等^[5]。在汽车诞生至今的一百多年里，汽车工业蓬勃发展，车身的空间结构和布局已经相当紧凑、合理，车身结构优化技术已日趋成熟 ，因此，轻量化材料及其先进制造工艺的开发将会对汽车工业的轻量化起到更加突出的作用^[6]。

2. 研究的基本内容与方案

2.研究的基本内容

2.1超高强度汽车保险杠结构特征与材料性能分析

2.1.1获取汽车保险杠的3d模型

2.1.2观察分析汽车保险杠3d模型的结构特征

2.1.3选用合适的满足要求的材料，并对材料性能进行分析

2.2超高强度汽车保险杠热冲压有限元建模

2.2.1.采用有限元分析软件对超高强度汽车保险杠的热冲压成形过程建模，建立有限元数值模型，通过相关文献资料，确定材料模型，温度初始条件，边界条件，单元类型等模拟参数

2.2.2.分析热冲压过程中初始温度、冲压速度、模具间隙、压边力、摩擦系数等工艺参数对冲压完成后等效应力分布、温度场分布、厚度减薄等的影响

2.3超高强度汽车保险杠热冲压工艺优化

2.3.1.对成形以后的保险杠进行工艺结果分析，通过改变初始条件和工艺参数，减小产生的回弹、破裂和起皱

2.3.2.选取合适的初始条件和工艺参数，对保险杠的热冲压成形进行优化，以使其能满足性能要求

3.拟采用的技术方案

3. 研究计划与安排

8学期2-3周 资料收集、外文翻译

8学期4-6周 三维模型结构分析与材料性能分析

8学期7-8周 有限元建模

8学期9周 工艺优化

8学期10-12周 图样绘制、编写设计计算说明书（论文）、预答辩

8学期13周 图样及设计计算说明书整理、资料袋整理，答辩资格审查

8学期14周 学生提出答辩申请，并作答辩准备；教师审阅图纸、说明书

8学期15周 参加答辩

4. 参考文献（12篇以上）

[1]陈亚柯.热成形工艺在汽车轻量化中的应用研究[d].硕士学位论文，湖南大学，车辆工程，2012.

[2]冯美斌. 汽车轻量化技术中新材料的发展及应用[j].汽车工程，2006，28(3):213-220.

[3]马鸣图,易红亮,路洪洲,万鑫铭. 论汽车轻量化[j].中国工程科学,2009,09:20-27.