針對某乘用車鋼制前端框架和技術(shù)性能要求,通過長纖維增強熱塑性復(fù)合材料（LFT）機械性能對比分析,結(jié)合LFT前端框架生產(chǎn)工藝和制造成本,確定選用PP-LGF30粒料進行LFT前端框架開發(fā)。通過汽車前端框架集成設(shè)計,對多目標優(yōu)化設(shè)計后的結(jié)構(gòu),進行了模流分析,確定了最終設(shè)計方案�；诹慵�3D圖,開發(fā)了模具,應(yīng)用注塑成形的方法試制了LFT前端框架,對試制件進行了多項臺架測試和整車匹配驗證。結(jié)果表明:各項指標達到使用要求,LFT前端框架相比傳統(tǒng)鋼制件,減重比例達到56%,取得了良好的輕量化效果。 

【文章來源】：化工新型材料. 2020,48(10)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

本項目開發(fā)的技術(shù)路線圖

本研究開發(fā)的汽車前端框架原鋼制沖壓件方案由18個沖壓零件焊接組成，集成了冷卻系統(tǒng)的散熱器、車燈和發(fā)動機罩鎖等零部件，質(zhì)量為10.13kg。基于文獻[5],LFT前端框架的設(shè)計主要從原有鋼制前端框架環(huán)境數(shù)據(jù)分析入手，結(jié)合周邊零件集成訴求，考慮搭接、裝配和定位關(guān)系。針對鋼制前端框架既定設(shè)計空間，通過概念設(shè)計和多輪優(yōu)化，對各個結(jié)構(gòu)特征由粗到細，并應(yīng)用嵌螺母、鉚螺母和襯套等標準件，對各安裝點布置加強筋，考慮結(jié)構(gòu)性能要求和成型可行性，逐步完成總成零件的詳細設(shè)計方案。鋼制和LFT前端框架的最終設(shè)計數(shù)據(jù)見圖2。2.2 結(jié)構(gòu)性能仿真驗證

LFT前端框架在結(jié)構(gòu)性能滿足目標值要求的情況下，由于產(chǎn)品設(shè)計有大量加強筋結(jié)構(gòu)，極易造成充填困難，成型異常，為了驗證零件成型工藝可行性，本實驗通過Moldflow軟件對注塑成型過程進行模擬分析，預(yù)測PP-LGF30粒料熔體的填充、保壓和冷卻狀況，以及注塑制品中的應(yīng)力分布、收縮和翹曲變形等情況，結(jié)果見圖3。由圖可知，零件成品溫度分布均勻，最大溫差1.9℃，在5℃以內(nèi)，不易導(dǎo)致零件產(chǎn)生殘余應(yīng)力；最大變形為3.35mm，在5mm以內(nèi)，均滿足模流分析目標值要求。可見LFT前端框架產(chǎn)品結(jié)構(gòu)可以滿足成型工藝需求。3 LFT前端框架產(chǎn)品試制及試驗驗證

【參考文獻】：
期刊論文
[1]汽車前端冷卻模塊空氣側(cè)熱流場仿真與試驗研究[J]. 林鐵平,林卉,戴澍凱.  汽車工程學(xué)報. 2014(05)
[2]On the automobile lightweight[J]. Ma Mingtu1,Yi Hongliang2,Lu Hongzhou1,Wan Xinming1 (1.China Automobile Engineering Research Institute,Chongqing 400039,China;2.Pohang University of Science and Technology,Pohang 790784,Korea).  Engineering Sciences. 2012(02)
[3]塑料復(fù)合材料在汽車輕量化中的應(yīng)用[J]. 馬鳴圖,魏莉霞,朱麗娟.  化工新型材料. 2011(11)



本文編號：3560604