開題報(bào)告 - 基于碰撞安全性的轎車車身結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計(jì)

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1、 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告 論文(設(shè)計(jì))題目 基于碰撞安全性的轎車車身 結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計(jì) 作者所在系別 機(jī)電工程學(xué)院 作者所在專業(yè) 車輛工程 作者所在班級 作 者 姓 名 作 者 學(xué) 號 指導(dǎo)教師姓名 指導(dǎo)教師職稱 講師 完 成 時 間 2017 年 3 月 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告 學(xué)生姓名 專 業(yè) 機(jī)電 班 級 B13141 指導(dǎo)教師姓名 職 稱 講師 工作單位 北華航天工業(yè)學(xué)院 課題來源 教師自擬課題 課題性質(zhì)

2、 應(yīng)用課題 課題名稱 基于碰撞安全性的轎車車身結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)的科學(xué)依據(jù) （科學(xué)意義和應(yīng)用前景，國內(nèi)外研究概況，目前技術(shù)現(xiàn)狀、水平和發(fā)展趨勢等） 輕量化是提高汽車燃油經(jīng)濟(jì)性、減少尾氣排放、節(jié)約材耗、提升安全性的有效手段。國外有試驗(yàn)表明，若汽車整車重量降低10%，燃油效率可提高6%—8%；汽車整備質(zhì)量每減少100公斤，百公里油耗可降低0.3—0.6升；汽車重量降低1%，油耗可降低0.7%。而在駕駛方面，汽車輕量化后其加速性能也將

3、得到提高，而在碰撞時由于慣性小，制動距離也將減少。此外，車輛每減輕100公斤，二氧化碳排放可減少約5克/公里。這些數(shù)據(jù)顯示出輕量化設(shè)計(jì)具備這樣三個優(yōu)點(diǎn)：節(jié)油、減排、提升駕駛樂趣。輕量化對于制造環(huán)境、國家、企業(yè)和消費(fèi)者都是有益的，所以汽車輕量化的發(fā)展對人類的影響具有不可估量的劃時代的意義。 目前國內(nèi)外針對車身輕量化的研究比較廣泛。車身輕量化可以應(yīng)用新型輕量化材料,例如高強(qiáng)鋼、鋁合金或鎂合金等。車身結(jié)構(gòu)的輕量化研究在已有車型的輕量化改進(jìn)設(shè)計(jì)中應(yīng)用廣泛,可以在保證車身結(jié)構(gòu)整體性能基本不變的前提下 ,最大限度地減輕各零部件的質(zhì)量, 先進(jìn)制造工藝：推廣液壓成形、激光焊接在汽車制造中的應(yīng)用，但是車身結(jié)構(gòu)

4、的輕量化設(shè)計(jì)往往忽略了車身碰撞安全性的要求。此外，汽車所有零部件質(zhì)量總和約占整車質(zhì)量的3/4，汽車零部件輕量化技術(shù)研究必須得到重視。故而，充分發(fā)揮不同輕量化技術(shù)的優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)汽車輕量化技術(shù)的系統(tǒng)化和集成化，是未來汽車輕量化的必然之路。 設(shè)計(jì)內(nèi)容和預(yù)期成果 （具體設(shè)計(jì)內(nèi)容和重點(diǎn)解決的技術(shù)問題、預(yù)期成果和提供的形式） 設(shè)計(jì)內(nèi)容與預(yù)期成果： 1、介紹汽車車身輕量化設(shè)計(jì)的發(fā)展現(xiàn)狀。 2、對車身零件的厚度進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算并對其進(jìn)行調(diào)整。 3、應(yīng)用有限元

5、分析軟件對轎車的正面碰撞進(jìn)行模擬計(jì)算，和輕量化的結(jié)果進(jìn)行比較分析。 4、根據(jù)碰撞結(jié)果對優(yōu)化的車身零件厚度進(jìn)行調(diào)整。（重點(diǎn)） 5、總結(jié)及發(fā)展前景。 6、在基于碰撞安全性的前提下可以充分驗(yàn)證輕量化設(shè)計(jì)方法的可行性以及可以應(yīng)用于實(shí)踐的結(jié)果。 圖文并行 擬采取設(shè)計(jì)方法和技術(shù)支持 （設(shè)計(jì)方案、技術(shù)要求、實(shí)驗(yàn)方法和步驟、可能遇到的問題和解決辦法等） 汽車輕量化的工作不是一個減薄的工作，輕量化是設(shè)計(jì)出來的。本課題是在車身結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計(jì)的同時，還要保證其碰撞的安全性。論文以某轎車為例，在保證剛度和模態(tài)的前提下，以車身質(zhì)量最小化為優(yōu)化目標(biāo)，對

6、車身零件的厚度進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算，根據(jù)零件的可制造性和加工成本對優(yōu)化的零件厚度進(jìn)行調(diào)整。應(yīng)用有限元分析方法對轎車的正面碰撞進(jìn)行模擬計(jì)算，對輕量化的設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行對比分析，根據(jù)碰撞結(jié)果對優(yōu)化的車身零件厚度進(jìn)行調(diào)整，使輕量化的車身滿足碰撞安全性的要求。 設(shè)計(jì)方法: 1.更新設(shè)計(jì)思想 2.結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì) 建立梁、板殼單元有限元模型，優(yōu)化梁截面形狀尺寸、板的厚度以及設(shè)計(jì)等效車身結(jié)構(gòu)。車身結(jié)構(gòu)性能分析：剛度分析、碰撞安全性分析 3.采用輕質(zhì)材料 輕量化材料：高強(qiáng)度鋼板和特種鋼板；鋁、鎂輕金屬合金；塑料、復(fù)合材料；泡沫塑料。 4.革新制造工藝。 用薄板焊接結(jié)構(gòu)代替梁、建立車身設(shè)計(jì)明細(xì) 此次設(shè)計(jì)

7、無法做出實(shí)物，只能進(jìn)行模擬。 實(shí)現(xiàn)本項(xiàng)目預(yù)期目標(biāo)和已具備的條件 （包括過去學(xué)習(xí)、研究工作基礎(chǔ)，現(xiàn)有主要儀器設(shè)備、設(shè)計(jì)環(huán)境及協(xié)作條件等） 過去我們了解過汽車碰撞安全性的一些知識在書中以及文稿中看到過這方面的研究。因不具備太多的實(shí)驗(yàn)條件故以某轎車為例，在保證其碰撞的安全性的前提下，進(jìn)行車身輕量化設(shè)計(jì)。 各環(huán)節(jié)擬定階段性工作進(jìn)度 (以周為單位) 時間進(jìn)度安排： 第1周 廣泛查閱參考資料，重點(diǎn)閱讀重要參考文獻(xiàn)； 第2~3周 對車身零

8、件的厚度進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算并對其進(jìn)行調(diào)整； 第4~5周 應(yīng)用有限元分析軟件對轎車的正面碰撞進(jìn)行模擬計(jì)算，和輕量化的結(jié)果進(jìn)行比較分析； 第6~7周 根據(jù)碰撞結(jié)果對優(yōu)化的車身零件厚度進(jìn)行調(diào)整； 第8周 撰寫論文，準(zhǔn)備答辯。 開 題 報(bào) 告 審 定 紀(jì) 要 時 間 地點(diǎn) 主持人 參 會 教 師 姓 名 職 務(wù)（職 稱） 姓 名 職 務(wù)（職 稱） 論 證 情 況 摘 要 記錄人： 指 導(dǎo) 教 師 意 見 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 教 研 室 意 見 教研室主任簽名： 年 月 日