当你使用最先进的材料、制造技术和设计来削减钢结构车身的重量后，你会做什么?欧洲杯足球竞彩你会坐下来欣赏你创造的更轻、更环保的汽车吗?不，你把同样的原理应用到车的其他部分。继ultra-light steel auto body (ULSAB)项目之后，包括英国钢铁(British steel)在内的国际钢铁生产商联盟开始了ultra-light steel auto closure (ULSAC)项目，该项目旨在优化汽车车身的钢材使用。该项目旨在展示以钢为基础的汽车闭合板的潜力，它可以在不影响结构性能或成本的情况下大幅降低重量。 减肥的目标区域ULSAC专注于四个关闭面板-门，引擎盖(引擎盖)，bootlids (decklids)和后挡板(掀背车)。该项目的第一阶段涉及产生轻型钢密封件的设计概念，可以使用当前的汽车制造技术以负担得起的价格制造。新关闭的工厂还必须满足其关键结构参数的预定义目标。 项目第一阶段的设计构成了第二阶段建筑示范封闭板的基础。ULSAC财团与密歇根州特洛伊市的保时捷工程服务公司(PES)签订合同，为该项目提供工程管理，并与该公司合作确定项目目标。 项目的方法ULSAC的方法包括基准、目标设定、概念设计、概念设计的有限元计算和成本分析。本研究对18辆1997年北美、欧洲和日本的中高档汽车进行了基准测试，以确定当前最先进的设计概念。研究确定了四个封闭空间的质量、尺寸和结构性能标准。根据对汽车制造商的调查，定义了结构性能测试方法和规范，以代表OEM内部目标。 参照基准，PES制定了每个项目的目标。门、引擎盖和bootlid的尺寸目标是基于ULSAB汽车车身的尺寸。结构性能目标设定在OEM调查得出的范围的中点，每个关闭部件的质量目标设定为比最好的基准部件低10%。 欧洲杯足球竞彩材料与设计理念钢采用最先进的钢和制造技术，结合迭代的整体设计方法，实现了轻量化、结构性能和成本之间的平衡。在这种方法中，结构被视为一个集成的系统，而不是单个组件的集合。对于门，优化设计的努力是针对钣金板和组件。在这两个领域都实现了重量的节省，而其他不太复杂的关闭是通过对设计、材料和内外面板制造的关注而实现的。欧洲杯足球竞彩所有的外面板都采用了高强度钢。可烘烤淬火钢，最小屈服应力为210MN.m－２在出厂状态下具有良好的成形性，经过压成型和烤漆后，具有额外的强度和抗凹性。其他部件选用了更高强度的钢，如内门板的合页区域和1200MN.m－２侧冲钢筋采用屈服应力超高强度钢，在低质量下具有良好的抗冲击性能。 三明治板钢夹芯材料也可用来降低质量。ULSAC的设计研究表明，将其用于阀盖和底盘内件可以减少3%的重量。钢夹层材料可以承受烤炉，所以零件可以在喷漆前组装好。然而，与目前的设计相比，它增加了关闭的成本。 板料液压成形钣金液压成形被用于制造外板，通过更好的应变分布和增加加工硬化来增加抗凹蚀性。所有四个密封件都可以使用由烘烤硬化钢制成的薄板液压成形外面板生产。高强度液压成形管还减少了框架集成和无框门和后挡板设计的重量。 定制的空白在ULSAB项目中，使用定制的毛坯对降低重量和成本至关重要。所有的门设计概念都使用了定制的内板和/或外板。这允许通过使用更厚的材料来加强屋顶集成门设计的皮带区域。涉及非线性焊接的更复杂的坯料结构意味着激光焊接可以获得最佳的成形性，同时仍然可以节省重量。 组装方法与点焊组件相比，连续连接的装配方法增加了刚度，并提供了大量节省的机会。因此，在可能的封闭设计中规定了粘接和激光焊接。阀盖和阀盖内到外的折边接头采用粘接方式，并在阀盖内部进行加固。激光焊接广泛应用于门和后挡板的设计，以连接管状液压成形部件，并用于连接铰链和冲击梁。 项目性能减肥技巧采用了各种技术来降低质量和/或提高结构刚度。这包括部件整合、功能整合、在外面板中加入特征线以及设计内部以支持外面板。例如在无框门设计中，采用薄壁压铸作为连接上下框架的结构节点。这就将镜面贴片、上铰链和关节节点整合为一个部分。阀盖和bootlid内部设计与三角梁在一个' V '模式支持外部面板。 整体减肥表1总结了在设计研究中所实现的重量节省。这表明，车门设计比基准平均轻21%至27%。根据是否使用夹层钢，引擎盖设计比基准轻26%或32%。同样地，使用夹心钢可以节省23%或29%的重量。后挡板设计比基准平均轻22-32%。 表1。ULSAC实现的重量节省总结
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屋顶集成门 |
19.7 |
15.5 |
15．1 |
23 |
框架集成的门 |
19.7 |
15.5 |
15.5 |
21 |
车门框架 |
19.7 |
15.5 |
14．3 |
27 |
阀盖 |
11.6 |
8．0 |
7.9 - -8.5 |
26 - 32 |
尾灯 |
11.2 |
8．0 |
8.0 - -8.6 |
23-29 |
后挡板 |
13．9 |
11.3 |
9.5 - -10.9 |
22-32 |
有限元分析和刚度
对各部分进行了有限元分析计算，验证了设计方案的结构性能。对车门进行了框架刚度、车门垂度、扭转刚度、校核载荷和侧侵入载荷的计算。研究了阀盖、底盘和后挡板的扭转刚度和弯曲刚度，同时获得了阀盖和底盘的侧梁刚度数据。所有的设计都达到了OEM调查的既定目标。 成本分析为了结束研究，PES对每个ULSAC关闭概念进行了初步成本分析。为了建立一个比较ULSAC关闭设备的基线，PES对目前使用类似材料、类似尺寸和几何形状的关闭设备进行了成本估算。欧洲杯足球竞彩成本是根据制造经验和商业经济学知识估算的。 经济分析表明没有明显的差异在三种门的设计中，有两种的“概念”和“基准”成本之间进行权衡。据估计，框架集成门的成本比基准高出约7%。对于阀盖，钢板溶液没有额外的成本，钢夹层设计增加了约10%。同样，对于bootlids，研究显示，与钢板溶液的基线相比，没有额外的成本，钢夹层设计增加了16%。概念车后挡板的成本估计在基线以上12%到24%之间。 总结正如上述结果所证明的，ULSAC的研究表明，钢封头概念的重量比基准平均重量低32%，比同类中最好的组件的重量低10%。所有的设计满足严格的结构性能指标，刚度和侧面冲击性能要求的汽车制造商。ULSAC项目表明，使用先进的带钢材料和制造技术，如定制毛坯和液压成形，可以在重量和性能方面为设计师带来回报，而无需额外成本。欧洲杯足球竞彩很明显，ULSAC的第一阶段正在推动该项目走向成功之路。 |