泡沫铝层合结构汽车发动机盖板研究

摘要

近些年来由于人们生活水平的提高，汽车这种交通工具也已经不再是以前那样望不可及的昂贵奢侈品了，随着汽车的普遍性人们与企业对汽车的要求也越来越高了，汽车发动机盖板是车身一个非常重要的覆盖件，它的轻量性决定着节能性、静动态性能影响着车的使用性与乘坐舒适性，它的隔热性能决定着美观性与使用寿命，它的行驶碰撞保护性决定了车外行人的安全性。
　　本文在轻量化设计理念的前提下以某些车型为基础设计了泡沫铝层合结构的汽车发动机盖板，应用有限元分析与理论分析的方法对泡沫铝粘结前后两种结构的发动机盖板进行了静态性能、动态性能、隔热性能、行人头部碰撞保护性能的仿真分析与理论分析。静态分析时，在两种结构发动机盖板承受相同的载荷压力时，泡沫铝层合结构的发动机盖板的最大应力、最大应变都降低了，所以其静态性能与原结构发动机盖板相比得到了提高。在进行的动态分析过程中，分别对自由模态及约束模态两种形式进行了软件仿真分析，结果表明了泡沫铝层合结构的发动机盖板的固有频率均得到了提升，所以其结构的稳定性得到了提升。在模态分析的基础之上，所进行的谐响应分析中其结果表明，泡沫铝层合结构的发动机盖板在X、Y、Z各个方向上的最大幅值都得到了降低，所以其动态性能得到了提高。在进行隔热性能的分析中，对原结构发动机盖板与泡沫铝层合结构发动机盖板分别进行了理论公式的推到计算，在理论计算中得知泡沫铝层合结构的发动机盖板的导热性差，即隔热性能提高了很多，所以其漆面的保护性与汽车发动机零件的寿命保养性得到了提高。在行人碰撞保护分析中，使用同一个头部模型分别与原结构发动机盖板和泡沫铝层合结构的发动机盖板进行头部撞击的仿真分析，结果发现其头部模型与泡沫铝层合结构的发动机盖板发生碰撞时，头部节点的加速度峰值得到了降低，这就影响着头部损伤值HIC减小，所以其行人碰撞保护性得到了提高。综上所述：泡沫铝层合结构的发动机盖板在静态性能、动态性能、隔热性能、行人保护性能等方面都得到了提高。

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1 绪论

1.1 引言

1.2 泡沫铝材料的研究进展

1.3 泡沫铝材料在汽车方面的应用

1.4 本文研究的内容与意义

1.5 本章小结

2 泡沫铝层合结构发动机盖板的结构设计

2.1 引言

2.2 发动机盖板的类型

2.3 原型发动机盖板的选取

2.4 泡沫铝层合结构发动机盖板的设计

2.5 本章小结

3 泡沫铝层合结构发动机盖板的静态性能分析

3.1 引言

3.2 Pro/E软件与ANSYS有限元分析软件简介

3.3 发动机盖板的静力分析

3.4 本章小结

4 泡沫铝层合结构发动机盖板的模态分析

4.1 引言

4.2 引起汽车振动噪音的概述

4.3 发动机盖板的模态分析

4.4 本章小结

5 泡沫铝层合结构发动机盖板的谐响应分析

5.1 引言

5.2 谐响应分析简述

5.3 谐响应分析的求解方法

5.4 谐响应分析的理论依据

5.5 谐响应的分析步骤与参数确定

5.6 谐响应的分析结果

5.7 本章小结

6 泡沫铝层合结构发动机盖板的导热性分析

6.1 引言

6.2闭孔泡沫铝的导热机理

6.3 发动机盖板隔热的重要性

6.4 发动机盖板的传热计算

6.5 发动机盖板的传热结果分析

6.6 本章小结

7 发动机盖板的行人头部碰撞保护特性分析

7.1 引言

7.2 NCAP汽车碰撞安全法规简介

7.3 LS-DYNA软件简介

7.4 头部模型碰撞仿真分析

7.5 本章小结

8 结论与展望

8.1 结论

8.2 展望

参考文献

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