轻量化设计方法领域的革命——包含材料性能设计的机械设计新方法

摘要

基于性能可控新材料的特性以及对现有机械设计方法的分析,提出了一种"包含零部件局部材料性能设计"的机械设计新方法,即要设计零件的结构和截面形状,还要在合适的部位强调其材料性能的设计。通过结构、截面和性能三者设计的结合,可实现零部件全局结构协调且局部性能充分利用的目标,获得更理想的轻量化效果。采用双帽形薄壁构件轴向压溃试验,分析了局部强度提升对构件轴向压溃力学性能的影响,结果证明局部强化对轴向压溃力学性能有明显提升,验证了方法的合理性。进一步从轻量化新材料、制造工艺和设计人员3个方面对"包含零部件局部材料性能设计"新方法所带来的挑战进行了分析,为该理念和方法的应用提供了方向。