汽车座椅轻量化结构设计及成形工艺优化.pdf

合肥工业大学
硕士学位论文
汽车座椅轻量化结构设计及成形工艺优化
姓名:杨天云
申请学位级别:硕士
专业:材料加工工程
指导教师:余瑾
201203
汽车座椅轻量化结构设计及成形工艺优化摘要随着汽车总保有量的不断增加,汽车与能源、环保之间的矛盾已成为制约汽车产业可持续发展的突出问题。面对低碳时代的到来和节能减排的巨大压力,汽车轻量化是解决这一问题最有效、最现实的途径之一。从而推动了新材料新工艺在汽车工业中的应用和发展。其中,尤为引人注目的是铝合金在汽车轻量化中的应用和发展。本文从座椅骨架材质轻量化、结构优化设计及成形工艺分析等方面入手对汽车座椅进行了轻量化设计研究。文中分别对钢制汽车座椅及新型铝合金座椅进行了有限元仿真分析以明确采用铝合金替代钢制材料的可行性,并在分析结果的基础上进行了结构优化设计,同时对铝合金座椅靠背铸造工艺进行了有限元仿真优化设计。其主要内容如下:首先,在阅读大量文献及深入调研的基础上,介绍了汽车轻量化及其实现途径,汽车座椅轻量化设计方法及发展趋势,并对低压铸造在汽车轻量化中的应用进行了简述。同时根据实验室的条件,选择�����作为座椅静强度模拟分析软件,����魑W�慰勘彻羌苤�斐尚喂ひ辗抡嫒砑��匀砑�墓δ�进行消化和吸收,掌握了建立座椅骨架有限元模型、分析座椅总成静强度和研究铝合金座椅骨架低压铸造工艺优化的一般方法。其次,根据国标相关规定,对原钢制座椅骨架进行有限元静强度分析,并在分析结果的基础上针对原始结构的不足进行了结构改进,明确了采用椭圆形管制截面靠背可提高座椅靠背强度的设计方案。对铝合金座椅骨架进行了结构设计和有限元分析,并在分析结果的基础上对座椅靠背进行了拓扑优化。研究结果表明:铝合金座椅比钢制座椅重量减轻了�.�ィ�揖睬慷雀�摺�最后,对铝合金座椅靠背骨架的低压铸造成形工艺进行了初步计算,并借助计算机仿真技术结合正交试验方法对成形工艺进行优化,研究了成形压力因素,浇注温度,模具预热温度,开模温度对铸件成形质量的影响,最终确定了最优的工艺方案。本文旨在通过以上研究为实现汽车座椅轻量化提供有益参考。关键词:轻量化;铝合金;低压铸造;数值模拟;汽车座椅
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致谢首先感谢我的导师余瑾教授,在我攻读硕士期间给予我的指导和帮助。无论在研究生课程学习还是小论文和学位论文的撰写过程中,自始至终得到了余瑾导师的悉心指导和关怀。从研一阶段的课程学习到研二阶段的论文选题、收集资料和工厂实习再到最后的论文成稿,都倾注了余瑾老师大量的精力和心血。余瑾老师因材施教,营造自由轻松的学习环境,教育我要迎难而上,不畏艰难,使我能够充分发挥自己的特长,做好硕士期间的研究。由衷感谢老师在学习及各方面所给予我的指导和关心以及从言传身教中学到的为人处事品德和高尚的道德情操。老师严谨的治学作风、渊博的学识、诲人不倦的教育情怀和对事业的忠诚,必将使我受益终身,并激励我勇往直前。同时,真诚感谢安徽省佳运公司汪君臣总经理,在我实习期间给予我的关怀和指导。他的教导为课题的研究提供了许多实践基础,并提供了许多必要条件和学习机会,使我获得了很多宝贵的实践经验。感谢所有同学及我的女友所给予的帮助,真诚的谢谢你们。最后感谢我的父母这么多年来的默默奉献和付出以及对我的支持和理解,家永远是我坚强的后盾和温暖的港湾,我爱你们�衷心感谢在百忙之中抽出时间,对论文进行审阅的所有专家教授�作者:杨天云��年��
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