高考考试网
当前位置: 首页 高考资讯

线刚度和截面刚度(汽车设计断面与刚度到底有什么关系)

时间:2023-05-26 作者: 小编 阅读量: 5 栏目名: 高考资讯

薄壁杆件的截面形状对其截面特性有很大影响,与刚度有关的截面特性是弯曲惯性矩l,扭转惯性矩k等。车身骨架当受力杆件的截面发生突变时,就会由于刚度突变引起截面变化处应力集中。这是车身结构损坏的重要原因之一。显然,由于这些孔洞将产生应力集中,应尽可能将孔位选在应力较小的部位。所以在对车身骨架设计方案进行有限元分析后,能得到内力分布情况。ST13和ST14又称特殊镇静钢,即非时效钢。

薄壁杆件的截面形状对其截面特性有很大影响,与刚度有关的截面特性是弯曲惯性矩l,扭转惯性矩k等。

汽车设计断面与刚度

薄壁杆件的截面形状可分为闭口和开口两类,他们的截面特性有较大差别。例如,对于闭口截面,扭转惯性矩Jk=4As×Asxt/s,式中As为板料厚度中线所围成的面积、可见,中线周长s一定,材料厚度t一定,抗扭惯性k与As的平方成正比,所围面积大小则很重要。矩形截面中,正方形抗扭能力最高,当矩形两边之比h/b>2式,扭转刚度明显下降。

汽车设计结构

下表为材料面积A相等(周边的长度s和料厚t均相等)。表中分别表示对主惯性轴y的抗弯惯性矩和抗弯断面系数,Wk为抗扭断面系数。

汽车设计钣金材料

注:表中各截面参数的数值是归一化后的数值,即分别以三种截面的最大值为1可见,在材料面积A和壁厚t保持不变的情况下,闭口截面的抗弯性能稍次于开口截面。

因此,从提高整个车身和构件的扭转刚度出发,宜多采用闭口截面,如结构功能、配合关系以及制造工艺等等。

如下:

车身设计断面

车身为承载式轿车车身骨架截面示例;为了提高扭转刚度,通常采用封闭截面。

当对车身骨架初步设计方案进行有限元分析后,可根据计算得到的内力分布情况。骨架结构中的应力集中。

车身骨架

当受力杆件的截面发生突变时,就会由于刚度突变引起截面变化处应力集中。在经常承受交应变应力的汽车车身上,应力集中可能诱发进展性裂缝,导致疲劳损坏,甚至断裂。这是车身结构损坏的重要原因之一。因此,在结构设计时要避免截面急剧变化,特别是要注意加强板和接头的设计。

断面应力分析

车身就曾出现此类问题,如图所示为车身的后底板后横梁横臂板,在应力集中区由于设计了过渡台阶面且翻边正好到台阶面处,导致此处应力集中在路试过程中疲劳损坏直致断裂,应力集中区

因此在后来的设计更改中更成下图,在应力集中于减小太极面加长翻边距离且加宽件的截面宽度等等,避免产生应力集中使应力均匀些。

断面应力分析

在车身上又很多受有集中力需要使用加强板的部位,如固定车门较链的地方、悬挂操纵踏板处等。但是应合理设计加强板的大小和厚度。加强板太小,则不足以将集中载荷通过加强板分散到较大的面积上;加强板太大,则会增加质量,一般加强板的厚度比加强件的板料为厚,但厚度不宜相差悬殊,否则,不仅咱加强板边缘由于刚度突变会引起集中而出现裂纹,而且对焊接强度也是不利的。如车身安装前门较链部分外板为0.75mm安装板为0.9mm,加强板为1.5mm在设计车身时,承载杆件上需要开一些孔洞,以便安装各种导线、管路和机构等。显然,由于这些孔洞将产生应力集中,应尽可能将孔位选在应力较小的部位。此外,开一个大孔比开数个小孔应力集中更严重。

在设计车身车身初期,犯了一个较为严重的错误,只是借鉴别的车的现有的经验,未对车身骨架设计方案进行有限元分析,所以有部分车身件在路试过程中出现问题,如左悬置支架的断力,上面所说的后底板后横梁横臂板断裂等。

所以在对车身骨架设计方案进行有限元分析后,能得到内力分布情况。

汽车车门及盖的说明

1、断面图:(可以在门、盖里说明)重要性:车身断面图是车身设计人员不可缺少的必修课,从断面图可以很清晰的反映车身各个部分的结构,件与件之间的搭接关系,怎样才能准确的画出车身断面图(仔细的观察车身结构及多练,熟能生巧),哪几部分的断面图是重要的(四门两盖压合边,四门与侧围,两盖与顶盖、侧围等等,其实车身各个部分的断面图都是很重要的),

2、车身冲压用材料

冲压材料的主要力学性能指标

(一)屈服强度

屈服强度小,材料易于变形,当压缩变形时,不易起皱,对弯曲变形,会弹性小,即贴模性和定型性好。

(二)屈强比

屈强比越小,即材料易于塑性变形而不易拉裂。

(三)伸长率

伸长率表示板料产生均匀变形的或稳定的塑性能力,直接决定伸长类变形中的冲压成型能力。伸长率是影响翻孔或扩孔成型性能最主要的参数。

(四)应变强化指数n n值越高,表示成型加工中高变形区强度较高,变形较易传播到领近的低变形区,从而应变分布较为均匀,减少局部变形集中的现象。n值对于拉胀成形尤为重要。

(五)塑性应变比r值

由于冷轧钢板各方项性能不同,r值代表钢板拉伸时,宽度方向和厚度方向应变比值。r越大,表示材料越不易在厚度方向发展变形,深冲性能越好。

除了以上几种主要的力学性能,常见的还有杯突值(IE)和烘烤硬化值(BH)。杯突值用于评价板料的拉胀形能。杯突值越大,拉胀形能越好。烘烤硬化值是指试样进行拉深后170温度下保持20分钟时屈服强度的上升量,是烘烤硬化钢的主要性能之一。

3.2车身冲压件用的材料

(六)深冲钢板,又称深冲级普通强度冷轧钢,包括ST12,ST13,ST14

(ST1405,ST14F,ST14HF)。

ST12又称铝镇静钢,具有一定的强度和好的塑性。用于汽车水箱外壳等一般成形加工。

ST13和ST14又称特殊镇静钢,即非时效钢。这种钢与ST12相比较,冲压成形后,零件表面不产生滑移线,即冲压件表面质量较好。Sr13常用于汽车门窗等冲压成形的加工。sT14常用于汽车油箱等深冲压成形加工,ST1405中05表示钢的表面质量较好,没有划痕等缺陷,而ST14(F/HF),F 表示复杂拉延级,HF 表示很复杂拉延级。

(七)高强度钢板,又称深冲级含磷高强度超低碳镇静钢,包括B170P1和B210P1。

由于该钢板中加入磷,由于磷具有很强的强化能力,约是硅的7倍,锰的10倍,所以要获得同等强度,只需加入少量的磷即可,同时还避免由于加入大量的硅与锰而带来塑性和延伸率的降低。另一方面,该钢中的碳含量很低,提高了钢的塑性和延伸率。

(八)超深冲钢板,又称超深冲高强度超低碳IF钢,指ST16,ST1605。

由于该钢中加入了强碳,氮化活物,固定了钢中的碳氮原子,故该钢又称无间隙原子钢。

(九)烘烤硬化板,又称超低碳烘烤硬化钢,指B140H1,B180H1。该钢在冷轧退火时,碳氨原子以间隙固溶存在,当预变形后高温时效处理时,碳氮原子向位错处聚集钉扎,提高了材料的屈服强度。故该类钢具有良好烘烤硬化性能。钢板在冲压成形前既有较低的屈服强度,经拉深变形或冲压成形后,并进行涂漆烘烤,屈服强度得到一定的提高,即抗凹性能得到提高。

(十)酸洗钢板,包括SPHC,SPHE,SAPH370。

该类钢具有生产流程短,成本低,以及较高的强度和较好的延伸率,用于制造汽车车架,车轮等零件。

    推荐阅读
  • 想象你的经历(我需要打开自己)

    想象你的经历来源:作为一线教师,我们站上了“双减”工作的主要阵地。面对新的机遇与挑战,我需要克服心灵的恐惧,再一次鼓起勇气努力建设更高效的课堂。首先,倾听回应式的学习模式诞生了,共同体中学生敢于跨越“恐惧”表达自己的情感和观点。我相信“双减”呼唤的高效课堂就在教师心中,也相信学生有能力自主学习,更相信学习共同体场域的力量。本文来自,仅代表作者观点。全国党媒信息公共平台提供信息发布传播服务。

  • 静夜思描写的是什么季节诗人什么心情 全诗原文是什么

    《静夜思》这首诗是唐代诗人李白秋日夜晚于屋内抬头望月的所感,秋月是分外光明的,然而它又是清冷的。诗人孤身远客,最容易触动旅思秋怀,这首诗便是抒发了诗人在寂静的月夜思念家乡的感受。仰首凝望着月亮,想到故乡的一切,想到家里的亲人。想着,想着,头渐渐地低了下去,完全浸入于沉思之中。

  • 万圣节怎么装饰家(万圣节家庭布置怎么做)

    理所应当也要极其主题性的节日布置,可以选择画框,南瓜,干花等作为台面装饰点缀。专为节日制作的点心,也是各种可爱趣味兼具,绝对成为聚会小吃第一。小黑猫也是万圣节的标志之一,被称为女巫的宠物与精灵。南瓜不局限于传统的橘色,白色金色,哪怕是渐变都完全可行。万圣节,这个秋天的节日自然也少不了大餐,南瓜作为万圣节的主角,无论是餐桌上的菜肴还是装饰用途,都可以让它大面积地出现。

  • 人生之路一直在往前走的经典励志句子(关于人生之路一直在往前走的经典励志句子)

    那一定是,我失去了理想,或者,我已不在。有一种说走就走的坏习惯。生来迷失,断定在路途之中才能找到自己。走,是为了能遇见每一个对我微笑的人。停,是为了在困顿时看见自己的内心。这一定是比旅行本身更有意义的事。喜欢行走,却又不止于行走,这是生活的另一种姿态。因为热爱,所以并未觉得辛苦。活着也是一种修行,生命里总会遇到太多的考验,走过去,人生将有另一片蓝天。

  • 盗墓笔记攻略技能详解(盗墓笔记攻略大全)

    盗墓笔记手游是根据《盗墓笔记》小说改编并且获得“三叔”授权的卡牌手游。《盗墓笔记》手游卡牌养成技巧卡牌的四个栏目是装备,体质,技能,培养。《盗墓笔记》手游充值的建议感觉见仁见智,要是想玩得爽一点还是需要多冲一点钱的。《盗墓笔记》手游九门任务玩法介绍这个好像是25级开启,可以做一些任务。

  • 双控开关的接法怎么接的(双控开关的两种安全接法)

    双控开关是家庭楼梯、卧室最常见的控制形式。而且,只要开关控制灯是熄灭状态,电灯也是不通电的。总结总之,双控开关的安全接法一般有两种,分别是中位串联和边位串联。

  • 梦见红头发什么意思(梦到头发变红是什么预兆)

    4、创业的人梦见红头发,代表顺利得财,不可扩大投资,守旧赚钱。

  • 最具代表性的扬州风味美食(扬州最解馋的5款特色菜)

    而在扬州菜系中,鲢鱼鱼肉可单独成菜,但鱼头因为过大,却成为一个“另类”,为了物尽其用,当地的大厨就把二者“拆开”烹烩,进而诞生出了这款“拆烩鲢鱼头”。以鸡肉、火腿、虾肉填充鸭腹,然后让入砂锅炖煮,铺上鱼翅、姜片、葱段炖煮熟烂即可。作为地标线的美食,它在“狮子头”美食的领域可谓是独领风骚。

  • 土耳其菜品有哪些(土耳其美食图鉴)

    土耳其美食图鉴说到土耳其的美食,很多人第一时间想到的就是烤肉实际上,土耳其的美食十分丰盛今天我们就来盘点一下土耳其的各种美食吧!朵尔玛朵尔玛可以说是土耳其的国菜,它就是任何以大米为馅料的蔬菜卷传统的朵尔玛是葡萄叶卷。

  • 沃尔沃s90t5和b5有什么区别(沃尔沃s90t5与b5有什么区别)

    s90是沃尔沃旗下的一款中大型轿车,这款车的长宽高分别是5090毫米,1879毫米,1450毫米,轴距为3061毫米。与这款发动机匹配的是8at变速箱。使用8at变速箱可以提高汽车的换挡平顺性和燃油经济性。并且8at变速箱的可靠性耐用性是比较好的。s90的前悬架使用了双叉臂独立悬架,后悬架使用了多连杆独立悬架。