【汽车工程技术开题报告：汽车轮毂轻量化探析与探究2600字（论文）】

开题报告姓名学号年级班级汽车工程技术1班设计（论文）题目汽车轮毂轻量化分析与探究指导教师姓名职称副教授拟完成时间设计（论文）类别¨项目设计制作类¨项目设计策划类¨实践操作类¨课堂教学与设计类þ学位论文类命题来源þ教师命题¨学生自拟¨教师科研课题是否在实验实训、实习、工程实践和社会调查等社会实践中完成¨是þ否一、选题依据及意义（一）选题依据随着社会的快速发展，汽车行业加速发展，给人们带来便捷生活方式的同时，汽车新动向更加朝着节能，环保，安全和方向发展。节能，环保话题是世界各国一直以来所努力发展的方向，同时也与我们汽车，汽车零件制造厂商息息相关，轻量化更是成为许多汽车行业和轮毂厂商所研究的重点。（二）选题意义本文主要的研究对象是重卡轮毂，采用有限元的方法进行静力学分析，做到质量、成本、性能三者同时兼顾，在保证轮毂的强度、刚度和不降低汽车性能的前提下，对汽车前桥进行结构分析和轻量化设计，去掉轮毂上存在的一些多余部分，以较少的可靠性试验数据得到更为可信的可靠性评估结果，减少设计与试验成本，为开发载重车高性能轻量化轮毂提供了技术方法和理论支持。二、研究目的与主要内容（一）研究目的本课题探究的主要目的随着汽车时代的快速发展越来越多汽车智能化，环保化，节能化和轻量化方向发展，轻量化这个词最先起源于赛车运动，因为赛车追求速度快，操控性好，而轻量化可以使车辆簧下重量减轻，带来更好的操控性，发动机的输出动力也会产生更高的加速运动，给赛车带来很好的比赛效果。如今我们日常所用的轿车，货车，卡车追也要求轻量化，也是为了让日常所用的汽车省油，环保和操纵性更好。（二）主要内容本文首先介绍了汽车轻量化的研究背景以及对汽车轻量化的简单介绍，指出了汽车轮毂轻量化对于提升整车性能，降低排放和经济效益的提升具有重要意义。通过轮毂表面点云数据的获取与预处理，而后导入UG有限元分析软件中，建立有限元模型，根据汽车轮毂多种行驶工况施加载荷，进行仿真分析。然后根据仿真结果对轮毂进行拓扑优化，最终对汽车轮毂进行结构优化设计并验证其是否满足使用要求。三、研究方法和手段（一）文献研究法一是经由对维普以及中国知网等数据库内期刊、著作以及文献进行检索的方式，明确汽车轮毂轻量化相关概念的缘起、界定以及研究现状等情况；二是通过互联网、书籍、报刊、杂志等广泛收集学术界对于汽车轮毂轻量化方面的相关研究和对策建议。（二）实验法通过Solidworks建立汽车轮毂三维模型，而后导入UG有限元分析软件中，建立有限元模型，根据汽车轮毂多种行驶工况施加载荷，进行仿真分析。然后根据仿真结果对轮毂进行拓扑优化，最终对汽车轮毂进行结构优化设计并验证其是否满足使用要求。（三）观察法四、文献综述国外关于轻量化的研究起步较早，早在1941年，AlexanderHrennikoff在美国创造性的探索了网格方法，可以把二维弹性连续体模拟成一个桁架式框架系统。到了20世纪70年代，有限元方法已经渗透到非常多的领域，例如流体力学、热传导、电磁场、等。以美国、日本为代表的汽车发展强国，依靠强大的技术储备和科研队伍，不断在汽车轻量化的道路上探索，始终掌握着汽车轻量化的最尖端技术。目前，汽车轻量化技术主要有三大类，分别是结构轻量化，材料轻量化和制造工艺轻量化。材料轻量化通过使用轻质新材料，例如轻型复合材料，镁铝合金，碳纤维等轻质高强度材料代替原有材料来实现；制造工艺轻量化是通过提升制造工艺来实现，主要应用在乘用车制造领域，现在广泛应用的轻量化制造工艺有内高压成型，激光焊接等技术。针对商用车的轻量化的研究起步较晚，但正在引起行业重视。近几年，例如以戴姆勒，德纳为首的国际零部件供应商，开始对汽车轮毂进行结构优化，实现了矩形梁到工字梁的转变，使轮毂实现减重达到3%-5%，并改进了制造工艺，确保轻量化后的轮毂的外形和性能满足要求。车桥作为底盘行驶系统的重要组成，车桥轻量化逐渐受到国内汽车行业的重视。国内关于车桥轻量化的技术研发起步相对较晚，因此在技术上同国外相比有一定差距，我国同类型产品比国外平均质量高15%左右。从国内汽车轻量化研究现状来看，与国外的差距具体表现在以下几个方面：（1）设计观念陈旧。缺乏创新性思维和优化路径的指导，并且对制造新工艺的研究相对落后，不能够将轻量化产品很好的呈现出来。（2）对新技术的开发动力不足。因为现有的制造工艺无法大规模量产轻量化产品，导致其无法大规模应用，使得研发人员的研发动力不足。（3）过分依靠以往经验。只考虑汽车零部件在静态下的强度和刚度要求，然后就主观性的修改零件的参数，这样的轻量化方法并不能够取得突破性效果。五、参考文献[1]邓旭,谢俊,滕飞.何谓“碳中和”？[J].气候变化研究进展,2021,17(01):107-113.[2]李永兵,马运五,楼铭,雷海洋,林忠钦.轻量化多材料汽车车身连接技术进展[J].机械工程学报,2016,52(24):1-23.[3]吴泽宇.重卡前桥的结构分析与优化设计[D].安徽理工大学,2017.[4]范子杰,桂良进,苏瑞意.汽车轻量化技术的研究与进展[J].汽车安全与节能学报,2014,5(01):1-16.[5]DewanganS,PandeyRK.ShapeOptimizationofFrontAxleSupportofTractor[J].InternationalJournalofEngineeringResearch&Applications,2014,4(4):57-63.[6]吕霄.轻量化汽车轮毂成形工艺研究[D].武汉理工大学,2017.[7]陈家瑞.汽车构造[M].北京：人民交通出版社.2006:177-185.[8]廖伟.基于SolidWorks的安全阀虚拟仿真技术研究[D].东北大学,2010.[9]解洪.基于SolidWorks二次开发的船型多目标自动优化研究[D].上海海事大学,2021.DOI:10.27304/ki.gshhc.2021.000048.[10]韩锐.基于SolidWorks的机构运动仿真研究[D].西安理工大学,2004.[11]SolidWorksCorporation.SolidWorks2001APIhelp.[12]项林.汽车轮毂静动态有限元分析[D].广西大学,2008.[13]徐威.汽车保险杠横梁耐撞性能及其弯曲变形机理研究[D].湖南大学,2018.[14]王鹏.基于HyperWorks的汽车摆臂拓扑优化设计[D].河北工程大学,2012.[15]李俊勇.基于HyperWorks的轨道车辆零部件拓扑优化设计[D].大连交通大学,2010.六、工作进度安排2022.8.1-8.5，明确毕业论文选题、主要内容及总体设计方案。2022.8.5-8.15，完成任务书、开题报告。2022.8.15-9.15，毕业论文初稿（要求内容完整，格式正确)2022.9.15-11.20，任务书、开题报告、毕业论文二稿（要求根据初稿意见进行修改)。2022.11.20-12.28，任务书、开题报告、毕业论文终稿（要求根据二稿意见进行修改；依据终稿成稿内容，决定是否参与答辩。2022.12.28-12.30，经指导老师同意答辩后，准备好答辩相关材料，参与答辩。七、预期成果本文减少设计与试验成本，为开发载重车高性能轻量化轮毂提供了技术方法和理论支持。并完成《汽车轮毂轻量化分析与探究》论文。（以上内容在教师指导下由学生填写）学生签名：年月日八、指导教师审核意见：指导教师签名：年