为实现发动罩盖的轻量化设计,本文使用铝合金材料制作发动机罩盖。基于刚度和行人保护,利用OptiStruct软件优化设计一种新型的铝合金内板结构,相比原钢制罩盖,重量减轻46.4%,行人头部保护、刚度和模态性能没有降低采用自由模态的一阶扭转和弯曲模态。1.1原发动机罩盖仿真分析模型性能仿真分析所采用的模型包含发动机罩盖内外板、铰链加强板、罩盖加强板、粘胶、发动机和蓄电池等机舱内部较硬部件的上部表面。采用有限元前处理软件Hypermesh进行模型网格的划分，罩盖内外板采用压合工艺，左右铰链处定义旋转铰，加强板和罩盖内板间采用点焊[7]。罩盖外板材料为DC04，厚度为0.7mm，内板材料为DC05，厚度为0.7mm，罩盖总质量为15.17kg，其余钣金件根据实际材料信息输入，发动机和蓄电池等部件采用刚体材料。所建立的有限元模型如图1所示，模型包含216939个单元，164145个节点。基金项目：重庆市基础与前沿研究计划资助项目（cstc2013jjc60001）铝合金发动机-电动液压滚圆机滚弧机折弯机张家港数控滚圆机滚弧机折弯机作者简介：范体强（1981-），男，硕士；工程师；主要从事汽车的碰撞安全性改进开发、轻量化技术研究工作。铝合金发动机罩盖内板结构优化设计研究范体强1,2，王锋1,2，金庆生1,2（1.中国汽车工程研究院股份有限公司，重庆401122；2.重庆市汽车轻量化工程技术研究中心，重庆401122）摘要：为实现发动罩盖的轻量化设计，本文使用铝合金材料制作发动机罩盖。基于刚度和行人保护，本文由公司网站滚圆机网站采集转载中国知网资源整理!www.gunyuanji.name利用OptiStruct软件优化设计一种新型的铝合金内板结构，相比原钢制罩盖，重量减轻46.4％，行人头部保护、刚度和模态性能没有降低。关键词：铝合金；发动机罩盖；内板结构；优化设计中图分类号：U463.83+3文献标志码：A文章编号。 荷力设置为头部碰撞接触力峰值，各个碰撞点的最大位移为约束条件，目标都为罩盖质量最校在两种情况下均同时考虑到结构的对称性，在形貌结构优化中施加对称约束。由于实际加工工艺需要，加强筋的最小宽度设置为44mm，最大高度设置为25mm，最大起筋角度设置为30°。两种情况下的形貌结构优化结果如图7所示，在发动机罩盖内板的优化区域内出现了很多凸包形加强筋。依据形貌结构优化结果，解读出发动机罩盖内板结构，并考虑实际加工工艺，得到新设计的铝合金发动机罩盖内板结构，如图8所示，为该圆锥形内板结构。2.3优化结构设计效果分析1）行人保护性能分析。由表3的计算结果可以看出，相比较于原钢制结构，采用铝合金及内板结构优化设计后的发动机罩盖在各个碰撞点的头部伤害指数HIC值均有所降低，并且在某些碰撞点处降低较多。所以，采用铝合金和优化结构后的罩盖模型达到了更好的行人保护效果。2）弯扭刚度和模态。相比较于原钢制结构，结构优化后的罩盖弯曲刚度加载点最大位移为6.03mm，扭转刚度加载点最大位移为1.74mm，刚度性能略高于原钢制结构件，克服了采用铝合金后刚度降低的缺点；一阶扭转模态频率为58.41Hz，一阶弯曲模态频率为64.22Hz，模态频率获得较大提升。表26016化学成分冲击点HIC1HIC优化结构491.1优化结构7262625.8515.43610.9799.94443.3595.8钢制771.6801.8613.3526.7冲击点5678钢制495.6561.5809.7678.2图6形貌结构优化参数示意图最小宽度拔模角度最大高度图7基于刚度和行人保护的形貌优化结果图8设计优化后的内板结构表3行铝合金发动机-电动液压滚圆机滚弧机折弯机张家港数控滚圆机滚弧机折弯机本文由公司网站滚圆机网站采集转载中国知网资源整理!www.gunyuanji.name