铅能钢汽车C柱内板的选材与正向弯曲仿真

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1、模具工业2011午第37卷第2期19铅钢汽车C柱内板的选材与正向弯曲仿真王琬璐，朱汝城，王成勇，刘全坤(合肥工业大学材料科学与工程学院，安徽合肥230009)摘要：以汽车c柱内板为研究对象，进行替代材料的选取和厚度的计算。根据C柱内板的实际安装情况，建立了正向弯曲仿真模型并采用壳体单元分别对传统钢板和铝合金c柱内板进行仿真。结果表明：铝代钢后C柱内板的刚度、强度均有所提高，并实现减重46．4％，满足汽车轻量化设计要求。关键词：铝代钢；模具；轻量4L；正向弯曲仿真；C柱内板中图分类号："IG76；O242．21文献标识码：B文章编号：1001—2168(20l1)

2、02—0019—04MaterialselectionandsimulationofpositivebendingforautomotiveC-pillarinnerpanelmadewithaluminuminsteadofsteelWANGW_an-lu，{URu-cheng，WANGCheng-yong，UUQuan-kun(SchoolofMateria1ScienceandEngineering，HefeiUniversityofTechnology，Hefei，Anhui230009，China)Abstract：Selectionofsubstit

3、utematerialandcalculationofthicknesswascarriedoutforautomotiveC-pillarinnerpane1．AsimulationmodelofpositivebendingwasconstructedaccordingtoC-pillar’sactualinstallationsituationandasimulationwasperformedontheC-pillarinnerpanelmadewithtraditionalsteelplateandaluminumalloy．respectivelyb

4、yusingshellfiniteelement．，I11eresultshowsthatboththehardnessandslrengthofC-pillarinnerpanelmadewithaluminumalloyin-crease；theweightiSreducedby46．4％，whichsatisfiestherequirementoflightweightdesignstandard．Keywords：replacingsteelwithaluminum；d；lightweight；simulationofpositivebending；C-

5、pillarinnerpanel1引言的主流，且使用铝合金代替钢材是各国汽车制造商世界汽车工业正面临越来越严峻的能源、环的主要减重措施【4】0这是因为达到同样的力学性能境、安全三大问题，减轻汽车自重可以降低能耗、减少指标，铝比钢轻60％；承受同样冲击，铝板比钢板多污染、节约有限的资源。根据测算，质量为1000kg级吸收冲击能50％；铝合金汽车也以其节能降耗，利的轿车，每减轻1质量，燃耗下降0．01km／LⅡ】o汽于环保，铝合金零部件回收率高，安全舒适，工序减车轻量化已成为汽车产业发展的关键性研究课题，少，燃油效率高，相对载重能力大等优点而倍受青国内外汽车厂商在利

6、用新技术的同时，也在努力寻睐引。求减轻汽车质量的方法。现以汽车C柱内板为对象，从车身结构安全角当前，汽车轻量化主要有两大途径：一是设计度，对其进行铝代钢轻量化研究。c柱内板为壳体类更合理的车身结构，使零部件薄壁化、中空化、小型零件，采用壳体单元对其正向弯曲工况进行定量仿化、复合化，改进零部件结构和工艺等【2；二是选用真，并与传统钢板C柱内板仿真结果进行对比分强度更高，质量更轻的新材料，如铝合金、高强钢析，验证铝代钢轻量化的可行性和质量减轻情况。等D】o比较而言，研究和应用替代材料是车身轻量化2轻量化材料的选取和厚度变化收稿日期：2010—10—26。2．1铝代钢

7、材料的选取基金项目：合肥工业大学博士专项基金资助项目(103—036406)。铝合金5000系列、6000系列最适合代替钢板，作者简介：王琬璐(1987一)，女，安徽宿州人，在读硕士研究生，其中5系是热处理不可强化合金，成形性能良好，可主要研究方向为模具CAD／CAE，地址：合肥工业大学南区201号信箱，(电话)13696523394，(电子信箱)Ⅵ硇r蜘n】1009@163．oona_o用于形状复杂的车身零件(主要用于内覆盖件)；6系20模具工业2011年第37卷第2期是热处理可强化合金，可用于外板等强度、刚度要铝板和钢板的厚度比按式(1)计算：求高的部位(主

8、要用于汽车外覆盖件)。考