L10鋁合金防撞梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

第1章前言1.1課題設(shè)計(jì)的目的及意義的主流。各種輕量化的技術(shù)和方法逐漸發(fā)展起來，材料輕量化和結(jié)構(gòu)輕量化是汽車輕量化技術(shù)中的兩個(gè)重要方面。材料輕量化即指使用鋁、鎂合金等密度更小的材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鋼鐵材料達(dá)到減重的目的；而結(jié)構(gòu)輕量化則是采用一些滿足使用性能的新結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)減重；2、目前國內(nèi)鋁合金保險(xiǎn)杠剛剛起步，主要有2種配置：一種橫梁為鋁合金材料、吸能盒、安裝板等其他零件為碳鋼的材料，與橫梁連接主要是通過標(biāo)準(zhǔn)件，一種是全鋁材料的保險(xiǎn)杠，部件之間是通過焊接的方式連接。依據(jù)預(yù)留孔位及參數(shù)設(shè)計(jì)，完美匹配，無須擔(dān)憂車體損傷；質(zhì)量可靠；汽車工業(yè)的不斷發(fā)展、中國材料制造業(yè)的技術(shù)不斷革新，從而帶動(dòng)汽車鋁材料行業(yè)逐漸成熟，如技術(shù)不斷革新、性能不斷穩(wěn)定.目前國能接下來我將對(duì)防撞梁的整個(gè)設(shè)計(jì)計(jì)算，驗(yàn)證防撞梁的試驗(yàn)項(xiàng)目是否合理，過程中涉及到的問題一一分析。1.2汽車車身底盤件的設(shè)計(jì)要求汽車車身底盤件生產(chǎn)企業(yè)為主機(jī)廠配套的發(fā)展過程，經(jīng)歷了從依賴主機(jī)廠開發(fā)到與主機(jī)廠同步開發(fā)兩個(gè)階段。目前世界上多數(shù)大型底盤件企業(yè)都擁有自己的獨(dú)立研發(fā)部門，在主機(jī)廠開發(fā)新車型時(shí)，有能力進(jìn)行汽車車身底盤件產(chǎn)品的同步開發(fā)。同步開發(fā)大大推動(dòng)了整車制造的發(fā)展速度，節(jié)約了主機(jī)廠的研發(fā)成本，已成為主機(jī)廠與外飾件企業(yè)合作的主要1、由于汽車的特殊功能，底盤件設(shè)計(jì)必須堅(jiān)持標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化的設(shè)計(jì)原則；2、同時(shí)滿足合理性，先進(jìn)性，維修方便性、可靠性、經(jīng)濟(jì)型、制造工藝可行性。3、根據(jù)車型投放的國家地區(qū)的不同，設(shè)計(jì)過程必須全面貫徹執(zhí)行當(dāng)?shù)氐姆ㄒ?guī)標(biāo)準(zhǔn)。主要包括安裝孔孔間距尺寸規(guī)定，是否需要預(yù)留安裝孔、標(biāo)準(zhǔn)件安裝，外部凸出物要求及4、需按照整車的開發(fā)流程進(jìn)行開發(fā)，開發(fā)過程嚴(yán)謹(jǐn)，確保各項(xiàng)試驗(yàn)滿足設(shè)計(jì)要求。5、在選擇材料時(shí)，優(yōu)先考慮質(zhì)量輕的材料。第2章新能源電動(dòng)車概述車最高高額的補(bǔ)貼這一舉措使電池成本居高不下的電動(dòng)汽車的售價(jià)能夠下降到與傳統(tǒng)汽百公里的能耗約為7公斤標(biāo)準(zhǔn)煤。傳統(tǒng)汽車按百公里耗油量10L計(jì)，能耗約為10公斤標(biāo)第3章鋁合金防撞梁簡(jiǎn)介成為傳統(tǒng)鋼制件，防撞梁橫梁料厚為1.5毫米，斷面結(jié)構(gòu)形式為C,重量為11.4kg。鋁合撞基準(zhǔn)高度為455毫米，為445mm,在此高度上，車輛無論處于整車整備質(zhì)量狀態(tài)時(shí)或是最終確定了防撞橫梁Z向輪廓尺寸135mm,X向輪廓尺寸為45mm,Y向輪廓尺寸為字形“、田”字形居多?；玖虾穸酁?.5mm。材料多采用6系或7系的合金擠壓型材，的6063、6060,典型斷面為“口”字形“、日”字形、六邊形等?；玖虾?.2mm至本料厚約3mm至5mm。設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下：(1)為了滿足擠壓鋁合金成型工藝，防撞橫梁、左右吸能盒的最小圓角均設(shè)計(jì)為R7,方便成型。(2)為了滿足橫梁與吸能盒焊接工藝要求，焊接邊寬度設(shè)計(jì)≥車拖鉤布置高度進(jìn)行相應(yīng)避讓。(5)為了確保與鋼制防撞梁裝配通用性，鋁合金防撞梁仍采用8個(gè)螺栓與前縱梁固定，螺栓表面的鋅鋁涂層處理會(huì)生成氧化膜，具備自修復(fù)功4.1.1前防撞梁主梁采用鋁合金6082-T6型材；4.1.2吸能盒采用鋁合金6063-T5型材；4.1.5拖車勾螺紋管采用6082-T6棒材；抗拉屈服強(qiáng)度屈服強(qiáng)度延伸率硬度4.5BOM清單前防撞梁零件構(gòu)成表序號(hào)級(jí)別零件名稱零件基本信息1234客戶零件號(hào)每車用料01前防撞梁總成12前防撞梁總成223前防撞梁433M8拉鉚螺母243M6拉鉚螺母52前拖鉤固定支架總成163固定支架173前托鉤螺紋管1前防撞梁零件構(gòu)成表序號(hào)級(jí)別零件名稱零件基本信息1234客戶零件號(hào)每車用料82前防撞梁安裝板總成-左193安裝板-左13吸能盒12前防撞梁安裝板總成-右13安裝板-右13吸能盒14.7鋁合金防撞梁總成的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)&工藝分析采取前防撞梁(2),安裝板左(1),安裝板右(4),固定支架(5、),吸能盒(8),托勾螺紋管(6)等焊接。此結(jié)構(gòu)明顯優(yōu)于其他的結(jié)構(gòu)就是高強(qiáng)度承載，如圖一：下(圖二)所示：零件成品如下(圖三)所示2·4.8.2前防撞梁的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：前防撞梁采取鋁合金6082制作而成，此材料防腐蝕性能良好，是能夠熱處理可強(qiáng)化的鋁材(前方撞T4狀態(tài)梁滾彎回彈小),狀態(tài)具有中等強(qiáng)度和良好的焊接性能。4.8.3物性表如下：檢測(cè)項(xiàng)目額定值化學(xué)成分力學(xué)性能厚度抗拉強(qiáng)度σb屈服強(qiáng)度σs延伸率δ%≥14%;)滾彎后在時(shí)效到T6狀態(tài)。途徑2、在鋁型材滾彎成型后增加整形工如(下圖五)所示六)所示：零件成品如下(圖七)所示2(圖七)吸能盒結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：吸能盒采用日字型結(jié)構(gòu)，此種結(jié)構(gòu)從裝配和焊接工藝角度來說，相對(duì)對(duì)容易一些。壁厚為3,中間加強(qiáng)筋厚度為2mm,鋁合金6063材料防腐蝕性能良好，是4.9.3物性表如下：檢測(cè)項(xiàng)目額定值化學(xué)成分力學(xué)性能厚度抗拉強(qiáng)度σb屈服強(qiáng)度σs延伸率δ%4.9.4工藝難點(diǎn)以及解決方案4.9.4.1吸能盒沖壓壓筋和型材壓縮60%試驗(yàn)開裂如(圖八、九)所示劑試淵試屬(圖八)(圖九)能盒壓縮開裂：材料由6063-T6改為6063-T5,型材外圓角R7值改為R10加強(qiáng)筋處圓角由R7改為R10如下(圖十)所示：R(圖十)4.9.4.3對(duì)于解決方案進(jìn)行驗(yàn)證：沖壓開裂驗(yàn)證：使用T1狀態(tài)的6063型材進(jìn)行沖壓，表面無橘皮，內(nèi)部無暗裂。效果如下(圖十一)所示。態(tài)并且斷后延伸率做到12%,可以滿足壓縮量60%無肉眼可以看到的裂紋。如(圖十二)所示(圖十二)屈服不大于140Mpa斷后延伸率不小于12%壓縮60%,才能滿足能目測(cè)無裂紋或斷裂4.10安裝板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)&工藝分析4mm具體要求如下(圖十三)所示A-A中φo圓nz×47圓傘-不tAZ2(圖十三)檢測(cè)項(xiàng)目額定值化學(xué)成分力學(xué)性能厚度抗拉強(qiáng)度σb屈服強(qiáng)度σs延伸率δ%4.11固定支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)&工藝分析十四)所示(圖十四)4.11.3性表如下：檢測(cè)項(xiàng)目額定值化學(xué)成分力學(xué)性能厚度抗拉強(qiáng)度σb屈服強(qiáng)度σs延伸率δ%件翻邊根部無裂紋。效果如下(圖十六)所示6063在T6狀態(tài)下，第5章鋁合金防撞梁總成的相關(guān)實(shí)驗(yàn)GB/T7314-2010整截面壓縮GB/T14846-2008尺寸檢測(cè)GB/T22087-2008氣孔檢測(cè)GB32087-2015托鉤強(qiáng)度程序或標(biāo)準(zhǔn)日標(biāo)要求前防撞梁本體滿足GB/T3190-2008中材料成分的要求機(jī)械性能屈服強(qiáng)雖度σg2前防撞梁安裝支架3190-2008中材料成機(jī)械性能3吸能意材料試驗(yàn)滿足GB/T3190-2008中材料成分的要求機(jī)械性能4彎曲性能型材進(jìn)行整截面彎曲性能試驗(yàn)距試樣外側(cè)邊緣2mm以內(nèi)的表面不允許裂紋存在，其表面枯皮應(yīng)符合雙方確定的實(shí)物標(biāo)樣規(guī)定。型材的試樣經(jīng)90°的非整截面彎曲性能試驗(yàn)存在5能型材進(jìn)行60%壓縮里的整截面壓縮性不應(yīng)出現(xiàn)能目測(cè)的裂紋或斷裂8焊接性能焊接熔深用儀器檢測(cè)焊接外觀檢測(cè)檢查焊點(diǎn)位置、間距、檢測(cè)是否存在焊接裂縫、是否存在焊接變形、是否存在焊點(diǎn)過深凸陷、是否存在不可接受的飛濺物。并且外觀無銹蝕、毛刺、開裂、劃傷、凹陷、凸起、麻點(diǎn)、皺招等明顯缺陷不存在明顯缺陷焊縫金相試驗(yàn)金相檢測(cè)模擬產(chǎn)品接頭制作工作試件切開做金相腐蝕或產(chǎn)品接頭直接切開做金相腐蝕，按標(biāo)準(zhǔn)