汽车制造中底盘悬架作用及轻量化设计方案,机械工程论文

汽车制造中底盘悬架作用及轻量化设计方案,机械工程论文本篇论文目录导航：【】【】【】【】汽车制造中底盘悬架作用及轻量化设计方案【】汽车底盘论文范文：汽车制造中底盘悬架作用及轻量化设计方案内容摘要：以汽车制造为落脚点，在简单介绍底盘悬架作用及构成的基础上，从策略、设计方式方法及发展方向出发，围绕关键部件所适用的轻量化设计方案展开讨论，并得出相应结论。希望提及内容能够给人以启发，为汽车企业乃至行业发展提供支持。本文关键词语：汽车制造；轻量化设计；底盘悬架部件；底盘悬架质量；作者简介：李巍〔1983-〕，女，蒙古族，本科，工程师，研究方向为汽车底盘轻量化。；由汽车业发展现在状况可知，节能减排是大势所趋。在燃油消耗量日益增加的当下，要想抢占市场份额，从事汽车制造及相关工作的企业必然将燃油设计、轻量化设计提上日程，在确保汽车功能不被影响的前提下，通过减轻部件质量的方式，避免燃油被大量消耗。只要落实轻量化设计，才能推动汽车业朝着持续发展的方向前进，由此可见，本文所讨论内容有突出的社会价值。1底盘悬架概述底盘悬架是弹性连接车轮和承载系统的装置，其作用不仅有衰减振动、传递载荷，还有缓和冲击，另外，对处于行驶状态的汽车而言，底盘悬架往往可用来调节车身位置，避免安全事故出现。现将其核心功能概括如下：〔1〕向车架传递车轮受路面作用所产生应力，如支承力、制动力、驱动力和侧向反力，当然，上述应力带来的力矩同样经过底盘悬架向车架进行传递，这点易被忽视；〔2〕缓冲并吸收不平路面给行驶中汽车带来的冲击、振动，为车载货物的安全性提供保证，乘坐体验也会得到一定程度优化；〔3〕确保车轮和车身的关系始终知足动态几何特征，详细来讲，就是车轮根据特定规律跳动，车身自然能够根据预期轨迹运动。现有汽车的底盘悬架，以非独立悬架较为常见，该悬架主要分为两部分，由稳定杆、减振器等部件组成的前悬架以及由缓冲块、平衡轴等部件构成的后悬架，华而不实，后悬架构造以平衡构造为主[1].2轻量化设计探究2.1优化策略要想使底盘悬梁到达轻量化设计所提出的要求，有关人员应着重考虑构造、工艺及材料的优化，下面将逐一对其进行介绍，希望能够给人以启发。2.1.1构造优化对于底盘悬架而言，构造优化既能够实现轻量化设计目的，又可使零件质量与成本处于平衡状态。在计算机技术浸透到各行各业的当下，利用计算机对构造进行仿真设计和优化成为大势所趋。随着尺寸优化及形状优化手段被引入，汽车业可在成本维持不变的前提下，尽量降低构造质量。经过CAE确定材料密度分布优化方向，得出符合扭力梁主体需求的方案，通过对尺寸加以优化，把握构造、管梁厚度的最佳参数，可使汽车质量显著降低，这也是轻量化设计被提出的初衷。2.1.2工艺优化要想使轻质材料得到广泛运用，其前提不仅仅是保证产品可靠且稳定，对制造工艺进行优化也很有必要。例如，由于不同部件需要到达的承载力、功能构造要求通常有显著差异，只要运用不同工艺，完成设计输入的相关工作，才能避免不必要问题出现。对铝合金部件而言，工艺优化方向可被概括为：以现有工艺为依托，同步开发零件承载力与结合方案，确保设计工艺优势均可得到充分发挥，由此而获得设计方案，自然可使行业要求得到最大程度知足[2].2.1.3材料优化设计底盘悬架部件时，出镜率较高的方式方法是运用轻质材料，该法拥有良好的发展前景，这是由于其既能为汽车运行的可靠性提供保证，还可使底盘质量减小。在合金制造技术趋于完善的当下，以铝合金、高强度钢为代表的众多材料，均已被用来制造汽车，冲焊零件固有优势通常可因而而得到充分发挥。例如，在对B级汽车进行设计时，有关人员选择运用铝合金制造控制臂及副车架，汽车质量降低幅度明显，与此同时，底盘悬架功能的实现并未遭到影响。由此可见，对中端和低端汽车而言，材料优化是轻量化设计的关键。2.2设计方式方法2.2.1集成设计要想使汽车业具备实现持续发展目的的前提条件，将产品质量提升到更高层次水平，前提是对设计方案加以调整，现前阶段，橡胶悬架、空气悬架均已得到推广，二者的优势主要是以悬架承载力到达行业要求为前提，通过对质量进行大幅降低，将制造成本控制在合理范围内。上述提到的橡胶悬架，强调用橡胶弹簧替代钢板弹簧，通常由推力杆、平衡梁及橡胶主〔副〕簧组成，其优势往往表如今三个方面，分别是无需维护、舒适性能佳、知足轻量化要求。在落实轻量化设计的相关工作时，有关人员往往将集成设计作为首选方案，通过细化分工的方式，使部件拥有更为理想的兼容性及实用性。在传统观念里，兼用性并非细化分工需要考虑的部分，因而，多数汽车的底盘部件均有明显界线，华而不实，界线最为分明的部件主要是前纵梁和弹簧支架，即使空间分布特别紧凑，仍然无法到达轻量化要求[3].而引入集成设计理念，通常可使上述问题迎刃而解，有关人员以零件集成应用为切入点，通过系统优化的方式，获得集成零件。事实证明，这样做可使零件质量得到有效降低，轻量化设计初衷随之实现。2.2.2等边界设计事实证明，将等边界设计用于底盘悬架部件设计，对其质量的降低有突出效果。由底盘部件所用材料表现出的力学特征可知，以等边界条件为前提，参考现有制造工艺，对构造进行优化，通常可使轻量化设计优势得到充分具体表现出。例如，控制臂适用减重方案，强调利用高强度钢材料替代原有材料，通过比对不同车型所用控制臂的方式，确定顺利通过验证的设计方案，随着减重设计得到落实，汽车沿用率往往有所提高。而底盘悬架质量减轻所带来的积极影响还有降低成本和增加效益，这点应当尤为注意。2.2.3等应力设计有关人员考虑到底盘悬架质量与设计效果的关系，遂决定经过等应力设计的方式，在确保底盘悬架有效性的基础上，对其质量进行减轻，通过优化构造、科学分布材料等手段，将强度冗余维持在理想范围内，随着零件位置与构造得到约束，设计效果自然能够到达预期。华而不实，最应当引起重视的部件是控制臂、转向节。以转向节为例，在对其进行设计时，有关人员将铸铝材料作为首选，在CAE构造的辅助下，弱化低应力区域并强化高应力区域，确保零件拥有平衡应力，而这样做所带来的积极影响，通常表现为：使提高效果的目的成为现实，平衡的零部件应力为质量降低提供了保证。2.3发展方向2.3.1引入计算机在汽车业快速进步的当下，轻量化设计走入人们视野，怎样科学选用轻量化材料与技术，确保汽车制造及相关工作得到顺利开展，现已成为亟待解决的问题。由上述内容可知，对铝合金、高强度钢等新型材料加以运用，可使底盘功能得到保证，除此之外，汽车油耗也会随着质量的降低而降低，这与社会倡导的节能减排理念不谋而合。信息时代的来临，使计算机技术呈现出迅猛的发展势头，对底盘悬架进行设计时，假如条件允许，有关人员可引入计算机技术，通过辅助设计优化的方式，使零件质量大幅降低，在优化制造效率的基础上，将验证零件需要投入的成本控制在合理范围内，这样做可使产品更具竞争力。由实践经历体验可知，计算机的运用方向主要有概念设计、方案设计等，详细如下：对概念设计进行拓扑优化，使部件拥有更为理想的空间布置方案及构造；以动力学为切入点，对方案进行设计并优化，确保悬架部件空间与载荷平衡；比对并优化构造，对设计成熟度有显著的提升效果；在汽车进入量产前，运用计算机优化已成型工艺，通常能够赋予产品更为理想的稳定性及工艺性[4].2.3.2控制设计成本研究表示清楚，要想使汽车制造表现出更为理想的经济效益，既要对底盘悬架进行轻量化设计，还应当以制造成本为根据，通过评估现有方案的方式，确保汽车兼具实用性及经济型。简单来讲，就是全方位、多角度衡量技术成本和材料成本，确定符合实际需求的方案，通过推动轻量化发展的方式，为汽车业注入动力，使其拥有更大的影响力和竞争实力。2.3.3加大产品开发力度在开发底盘悬架部件时，有关人员应将轻量化设计作为指导思想，确保该原则贯穿产品制造的各个环节，为产品功能性与安全性提供保证。除此之外，下面内容也需要加以了解：以优化开发全经过为前提，通过建立开发标准，确保悬架及其他部件始终处于平衡状态，随后，结合不同目的所表现出的特征，拟定切实可行的提升方案，通常可获得事半功倍的效果。3结论综上所述，对悬架关键部件进行轻量化设计，其效果能否到达预期，主要取决于两个方面：设计工作能否贯穿制造及验证始终；设计方案能否做到工艺、材料与成本的平衡。只要知足上述要求，才能使设计目的具备达成的条件，在将来一段时间内，上述内容仍然是讨论的重点，有关人员应对此引起重视。以下为参考文献[1]刘平义，柯呈鹏，李海涛，等。丘陵山区农用预检测主动调平底盘设计与试验[J]农业机械学报，2020,51〔3〕：371-378.[2]田萌健，李伟锋，孟德乐，