摘要：当前汽车行业对低碳化和轻量化的需求日益增长,新型一体化压铸技术应用于车身,能够实现质量、生产成本和周期的下降,并减少碳排放,成为各大汽车主机厂商争相研究热点。本文将某乘用车传统钢制车身前端机舱结构替换成一体化压铸件,对铝合金一体化前机舱进行了轻量化设计。通过SIMP法对前舱进行拓扑优化得到了最优刚度载荷路径,考虑前舱可铸造性对筋的拔模方向、厚度尺寸和位置分布进行设计。根据C-NCAP 2021进行正面碰撞仿真,通过田口实验设计方法与响应面优化改善了一体化压铸车身的耐撞性,并对优化后的白车身性能进行了仿真分析。与传统方案相比,一体化方案的质量减轻13.9%,白车身弯曲刚度提升9.7%,1阶模态达到要求。本文研究对后续一体化车身结构的平台化设计与工程应用具有指导意义。

摘要：经验模型不能反映电池内部复杂的物理化学耦合过程及其导致的响应迟滞,这给燃料电池系统精确控制策略的开发带来了一定困难。针对此问题,建立了面向控制的一维非等温两相流模型,考虑了流道内气体瞬态效应、电池内部水相变,研究了电流密度对气体浓度以及水热分布特性的影响,分析了运行条件和模型参数对电池输出电压的影响,探究了电流阶跃下该模型相比于集总参数模型在输出性能方面的优势。结果表明,该模型具有更好的适用性,可为燃料电池系统层面的模型优化及控制策略设计提供可靠依据。

摘要：考虑热冲压成形过程中工艺流程和材料变形行为的复杂性以及温度分布的时变性,提出一种基于热加工图和NURBS曲线的伺服热冲压工艺设计。以常用B1500HS热成形试样为研究对象,通过高温拉伸实验测得了不同热变形参数下B1500HS硼钢的真应力-真应变曲线,基于DMM原理构建了不同应变量下的B1500HS硼钢热加工图,计算了该材料在伺服热冲压过程中成形阶段最优速度和温度区间。根据典型热冲压模式的各阶段工艺特征和NURBS曲线数学模型,规划和建立了符合各约束条件的伺服热冲压工艺曲线,实现了对伺服热冲压工艺曲线的设计。借助CAE分析软件,开展了汽车中立柱伺服热冲压对比仿真实验。综合分析表明,与常规热冲压工艺相比,采用所提出的伺服热冲压工艺曲线模型成形时中立柱样件应力和温度分布更均匀,最大减薄率降低约8.5%,最大起皱度为4.002×10-3,主应变降低约12.5%,表明所提出的伺服热冲压工艺对危险位置破裂趋势有明显的抑制作用。

摘要：以某款燃料电池汽车为研究对象,综合考虑车辆的整车布置环境和热管理要求,设计了一套完整的氢燃料电池汽车热管理系统;对关键零部件进行选型与性能匹配设计,运用AMESim软件搭建热管理系统一维仿真模型并进行可信度验证。通过冷却液输入流量、零部件进出水温度及温差等指标对不同工况下的氢燃料电池汽车热管理系统进行仿真分析,结果表明:除电堆和中冷器出水温度在峰值工况下达到极限值不宜长时间工作外,该系统其余工况均运行良好,满足设计要求,可为今后研发燃料电池汽车整车热管理系统提供一定设计思路。

摘要：为解决强韧性协调困难问题,以B1500HS硼钢为研究对象,开展基于复相组织精细调控的硼钢高强韧热冲压工艺研究。以加热温度、保温时间和成形温度为设计因素,进行多指标综合评分的正交试验设计,开展平模强韧化热冲压试验;通过单向拉伸试验、Kahn试验和夏比摆锤冲击试验获得成形后构件的强度、塑性和韧性指标,采用OM、SEM对试样微观组织、形貌分布及断口形貌进行表征,揭示了微观组织对热冲压构件强韧性的影响规律,获得了高强韧性热冲压构件的相组成和形貌的最佳匹配。结果表明:加热温度900℃、保温时间1 min和成形温度750℃时,试样抗拉强度、断后伸长率、撕裂强度、单位面积裂纹形核功和冲击韧性值相较于常规热冲压试样分别提升8.42%、57.00%、5.31%、14.75%和27.87%。此时复相组织中粒状贝氏体(约8%)及块状铁素体(约10%)提升了构件韧性;而细小致密的板条马氏体(约82%)及贝氏体中的细小、均匀分布的球状M-A岛提升了组织强度。

摘要：利用COMSOL软件建立简化的分析模型,对支撑柱型电容式超声传感器(CMUT)模型进行有限元分析,并将其与圆形空腔CMUT模型进行对比。结果表明,支撑柱型CMUT模型的共振频率为10 kHz,塌陷电压为52 V,有利于进行低频化设计。与圆形空腔CMUT模型相比,支撑柱型CMUT模型的有效面积较大,寄生电容较少,器件的灵敏度较高,塌陷电压较低,振膜的振幅较大,工作时发出的声信号较弱。

摘要：复合材料在汽车车身轻量化结构设计中的应用受到了越来越多的关注,为了进一步改善和提高车身复合材料零部件结构动力特性分析中的数值精度等工程问题,本研究采用光滑策略重新构造层合三角形壳元并将其应用于车身复合材料零部件的动力特性分析中.该构造策略通过离散剪切间隙来消除剪切自锁,采用梯度光滑策略来合理调整车身复合材料结构的系统刚度矩阵,有效避免了过硬现象.通过光滑策略所构造的层合壳元分析了车身复合材料构件的动力特性,并与有限元商业软件计算结果进行了精度对比.研究结果表明,无论复合材料各层之间是正交或斜交情况,本研究所实施的光滑策略都能使车身复合材料零部件的模态计算结果精度得到一定的提高.

摘要：汽车座椅的舒适性和智能化广受消费者关注,为给座椅的舒适性和智能化设计提供理论指导,研究了汽车座椅调节对体压分布影响规律并基于体压变化规律提出了一种改善舒适性的座椅调节策略。以座椅调节参数为因子,以人体与座椅接触面的压力特征参数为观测变量,设计了正交实验。利用方差分析——同时主成分分析方法(ANOVA-simultaneous component analysis,ASCA)对正交试验数据进行分析,得到了座椅调节对体压分布的影响规律。基于分析结果提出并验证了一种改善乘坐舒适性的座椅调节策略。研究发现:(1)座椅调节对体压分布有显著影响,其中靠背角度和滑轨位置相比座椅高度影响更大;(2)当靠背角度向后移动时,靠背压力变大且向四周移动,臀部压力变小;随着滑轨位置向后变化,座垫上的压力中心向臀部向腿部移动;(3)基于体压变化规律和理想体压分布提出的舒适性调节策略相比其他调节策略改善舒适性的效果更显著。

摘要：为了解决双目视觉中的立体匹配问题、减少立体匹配网络的参数数量、降低算法的计算复杂度、提高算法的实用性。在PSMNet立体匹配网络的基础上进行改进,提出了一种具备浅层结构与宽阔视野的立体匹配算法--SWNet。浅层结构表示网络层数更少、参数更少、处理速度更快;宽阔视野则表示网络的感受野更宽广,能够获取并保留更多的空间信息。SWNet由特征提取、3D卷积和视差回归3个部分构成。在特征提取部分,引入了深色空间金字塔结构(Atrous Spatial Pyramid Pool,ASPP),用于提取多尺度的空间特征信息,设计了特征融合模块,将不同尺度的特征信息有效地融合起来以构建匹配代价卷;3D卷积神经网络利用堆叠的编码解码结构进一步对匹配代价卷进行规则化处理,获得不同视差条件下特征点之间的对应关系;最后,采用回归的方式得到视差图。SWNet在SceneFlow和KITTI 2015两个公开的数据集上均取得了优异的表现,与参考算法PSMNet相比,参数数量下降了48.9%,且误匹配率仅有2.24%。

摘要：大学生方程式赛车轮圈的轻量化设计对减轻簧下质量,提高赛车性能有着重要意义。采用有限元法研究赛车碳纤维轮圈的轻量化设计,对轮辐结构形式进行探究以寻求更高刚度,在多工况条件下对设计方案铺层结构进行多步优化以实现质量的减轻。分析表明,具有斜辐板设计的轮圈比直辐板轮圈有着更好的刚性;碳纤维铺层厚度分区优化是实现轻量化的有效方法,最终设计较原铝合金轮圈质量减轻56%;对碳纤维轮圈的结构优化使材料的最大应力和应变减小,整体刚性提高35%,失效因子降低8.1%。