【汽車工程技術(shù)開題報告：汽車輪轂輕量化探析與探究2600字（論文）】

開題報告姓名學(xué)號年級班級汽車工程技術(shù)1班設(shè)計（論文）題目汽車輪轂輕量化分析與探究指導(dǎo)教師姓名職稱副教授擬完成時間設(shè)計（論文）類別¨項目設(shè)計制作類¨項目設(shè)計策劃類¨實踐操作類¨課堂教學(xué)與設(shè)計類t學(xué)位論文類命題來源t教師命題¨學(xué)生自擬¨教師科研課題是否在實驗實訓(xùn)、實習(xí)、工程實踐和社會調(diào)查等社會實踐中完成¨是t否一、選題依據(jù)及意義（一）選題依據(jù)隨著社會的快速發(fā)展，汽車行業(yè)加速發(fā)展，給人們帶來便捷生活方式的同時，汽車新動向更加朝著節(jié)能，環(huán)保，安全和方向發(fā)展。節(jié)能，環(huán)保話題是世界各國一直以來所努力發(fā)展的方向，同時也與我們汽車，汽車零件制造廠商息息相關(guān)，輕量化更是成為許多汽車行業(yè)和輪轂廠商所研究的重點(diǎn)。（二）選題意義本文主要的研究對象是重卡輪轂，采用有限元的方法進(jìn)行靜力學(xué)分析，做到質(zhì)量、成本、性能三者同時兼顧，在保證輪轂的強(qiáng)度、剛度和不降低汽車性能的前提下，對汽車前橋進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析和輕量化設(shè)計，去掉輪轂上存在的一些多余部分，以較少的可靠性試驗數(shù)據(jù)得到更為可信的可靠性評估結(jié)果，減少設(shè)計與試驗成本，為開發(fā)載重車高性能輕量化輪轂提供了技術(shù)方法和理論支持。二、研究目的與主要內(nèi)容（一）研究目的本課題探究的主要目的隨著汽車時代的快速發(fā)展越來越多汽車智能化，環(huán)保化，節(jié)能化和輕量化方向發(fā)展，輕量化這個詞最先起源于賽車運(yùn)動，因為賽車追求速度快，操控性好，而輕量化可以使車輛簧下重量減輕，帶來更好的操控性，發(fā)動機(jī)的輸出動力也會產(chǎn)生更高的加速運(yùn)動，給賽車帶來很好的比賽效果。如今我們?nèi)粘Ｋ玫霓I車，貨車，卡車追也要求輕量化，也是為了讓日常所用的汽車省油，環(huán)保和操縱性更好。（二）主要內(nèi)容本文首先介紹了汽車輕量化的研究背景以及對汽車輕量化的簡單介紹，指出了汽車輪轂輕量化對于提升整車性能，降低排放和經(jīng)濟(jì)效益的提升具有重要意義。通過輪轂表面點(diǎn)云數(shù)據(jù)的獲取與預(yù)處理，而后導(dǎo)入UG有限元分析軟件中，建立有限元模型，根據(jù)汽車輪轂多種行駛工況施加載荷，進(jìn)行仿真分析。然后根據(jù)仿真結(jié)果對輪轂進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化，最終對汽車輪轂進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計并驗證其是否滿足使用要求。三、研究方法和手段（一）文獻(xiàn)研究法一是經(jīng)由對維普以及中國知網(wǎng)等數(shù)據(jù)庫內(nèi)期刊、著作以及文獻(xiàn)進(jìn)行檢索的方式，明確汽車輪轂輕量化相關(guān)概念的緣起、界定以及研究現(xiàn)狀等情況；二是通過互聯(lián)網(wǎng)、書籍、報刊、雜志等廣泛收集學(xué)術(shù)界對于汽車輪轂輕量化方面的相關(guān)研究和對策建議。（二）實驗法通過Solidworks建立汽車輪轂三維模型，而后導(dǎo)入UG有限元分析軟件中，建立有限元模型，根據(jù)汽車輪轂多種行駛工況施加載荷，進(jìn)行仿真分析。然后根據(jù)仿真結(jié)果對輪轂進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化，最終對汽車輪轂進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計并驗證其是否滿足使用要求。（三）觀察法四、文獻(xiàn)綜述國外關(guān)于輕量化的研究起步較早，早在1941年，AlexanderHrennikoff在美國創(chuàng)造性的探索了網(wǎng)格方法，可以把二維彈性連續(xù)體模擬成一個桁架式框架系統(tǒng)。到了20世紀(jì)70年代，有限元方法已經(jīng)滲透到非常多的領(lǐng)域，例如流體力學(xué)、熱傳導(dǎo)、電磁場、等。以美國、日本為代表的汽車發(fā)展強(qiáng)國，依靠強(qiáng)大的技術(shù)儲備和科研隊伍，不斷在汽車輕量化的道路上探索，始終掌握著汽車輕量化的最尖端技術(shù)。目前，汽車輕量化技術(shù)主要有三大類，分別是結(jié)構(gòu)輕量化，材料輕量化和制造工藝輕量化。材料輕量化通過使用輕質(zhì)新材料，例如輕型復(fù)合材料，鎂鋁合金，碳纖維等輕質(zhì)高強(qiáng)度材料代替原有材料來實現(xiàn)；制造工藝輕量化是通過提升制造工藝來實現(xiàn)，主要應(yīng)用在乘用車制造領(lǐng)域，現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的輕量化制造工藝有內(nèi)高壓成型，激光焊接等技術(shù)。針對商用車的輕量化的研究起步較晚，但正在引起行業(yè)重視。近幾年，例如以戴姆勒，德納為首的國際零部件供應(yīng)商，開始對汽車輪轂進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，實現(xiàn)了矩形梁到工字梁的轉(zhuǎn)變，使輪轂實現(xiàn)減重達(dá)到3%-5%，并改進(jìn)了制造工藝，確保輕量化后的輪轂的外形和性能滿足要求。車橋作為底盤行駛系統(tǒng)的重要組成，車橋輕量化逐漸受到國內(nèi)汽車行業(yè)的重視。國內(nèi)關(guān)于車橋輕量化的技術(shù)研發(fā)起步相對較晚，因此在技術(shù)上同國外相比有一定差距，我國同類型產(chǎn)品比國外平均質(zhì)量高15%左右。從國內(nèi)汽車輕量化研究現(xiàn)狀來看，與國外的差距具體表現(xiàn)在以下幾個方面：（1）設(shè)計觀念陳舊。缺乏創(chuàng)新性思維和優(yōu)化路徑的指導(dǎo)，并且對制造新工藝的研究相對落后，不能夠?qū)⑤p量化產(chǎn)品很好的呈現(xiàn)出來。（2）對新技術(shù)的開發(fā)動力不足。因為現(xiàn)有的制造工藝無法大規(guī)模量產(chǎn)輕量化產(chǎn)品，導(dǎo)致其無法大規(guī)模應(yīng)用，使得研發(fā)人員的研發(fā)動力不足。（3）過分依靠以往經(jīng)驗。只考慮汽車零部件在靜態(tài)下的強(qiáng)度和剛度要求，然后就主觀性的修改零件的參數(shù)，這樣的輕量化方法并不能夠取得突破性效果。五、參考文獻(xiàn)[1]鄧旭,謝俊,滕飛.何謂“碳中和”？[J].氣候變化研究進(jìn)展,2021,17(01):107-113.[2]李永兵,馬運(yùn)五,樓銘,雷海洋,林忠欽.輕量化多材料汽車車身連接技術(shù)進(jìn)展[J].機(jī)械工程學(xué)報,2016,52(24):1-23.[3]吳澤宇.重卡前橋的結(jié)構(gòu)分析與優(yōu)化設(shè)計[D].安徽理工大學(xué),2017.[4]范子杰,桂良進(jìn),蘇瑞意.汽車輕量化技術(shù)的研究與進(jìn)展[J].汽車安全與節(jié)能學(xué)報,2014,5(01):1-16.[5]DewanganS,PandeyRK.ShapeOptimizationofFrontAxleSupportofTractor[J].InternationalJournalofEngineeringResearch&Applications,2014,4(4):57-63.[6]呂霄.輕量化汽車輪轂成形工藝研究[D].武漢理工大學(xué),2017.[7]陳家瑞.汽車構(gòu)造[M].北京：人民交通出版社.2006:177-185.[8]廖偉.基于SolidWorks的安全閥虛擬仿真技術(shù)研究[D].東北大學(xué),2010.[9]解洪.基于SolidWorks二次開發(fā)的船型多目標(biāo)自動優(yōu)化研究[D].上海海事大學(xué),2021.DOI:10.27304/ki.gshhc.2021.000048.[10]韓銳.基于SolidWorks的機(jī)構(gòu)運(yùn)動仿真研究[D].西安理工大學(xué),2004.[11]SolidWorksCorporation.SolidWorks2001APIhelp.[12]項林.汽車輪轂靜動態(tài)有限元分析[D].廣西大學(xué),2008.[13]徐威.汽車保險杠橫梁耐撞性能及其彎曲變形機(jī)理研究[D].湖南大學(xué),2018.[14]王鵬.基于HyperWorks的汽車擺臂拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計[D].河北工程大學(xué),2012.[15]李俊勇.基于HyperWorks的軌道車輛零部件拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計[D].大連交通大學(xué),2010.六、工作進(jìn)度安排2022.8.1-8.5，明確畢業(yè)論文選題、主要內(nèi)容及總體設(shè)計方案。2022.8.5-8.15，完成任務(wù)書、開題報告。2022.8.15-9.15，畢業(yè)論文初稿（要求內(nèi)容完整，格式正確)2022.9.15-11.20，任務(wù)書、開題報告、畢業(yè)論文二稿（要求根據(jù)初稿意見進(jìn)行修改)。2022.11.20-12.28，任務(wù)書、開題報告、畢業(yè)論文終稿（要求根據(jù)二稿意見進(jìn)行修改；依據(jù)終稿成稿內(nèi)容，決定是否參與答辯。2022.12.28-12.30，經(jīng)指導(dǎo)老師同意答辯后，準(zhǔn)備好答辯相關(guān)材料，參與答辯。七、預(yù)期成果本文減少設(shè)計與試驗成本，為開發(fā)載重車高性能輕量化輪轂提供了技術(shù)方法和理論支持。并完成《汽車輪轂輕量化分析與探究》論文。（以上內(nèi)容在教師指導(dǎo)下由學(xué)生填寫）學(xué)生簽名：年月日八、指導(dǎo)教師審核意見：指導(dǎo)教師簽名：年