挤压镁合金汽车仪表板横梁骨架的设计与分析

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1、学兔兔www.xuetutu.com汽车工程2011年(第33卷)第2期AutomotiveEngineering20l1035挤压镁合金汽车仪表板横梁骨架的设计与分析高云凯，刘海立，万党水，高冬(1．同济大学汽车学院，上海201804；2．上海汽车股份有限公司，上海201804)[摘要]为实现汽车轻量化，对钢制仪表板横梁骨架总成进行了镁合金替代设计。依据制造工艺将镁合金仪表板横梁骨架按挤压件和冲压件分别设计，并确定了镁合金材料及连接工艺；建立镁合金仪表板横梁骨架总成的有限元模型，进行模态对比分析和碰撞侵入量分析；建立仪表板横梁管材的弯曲仿真模型，模拟管坯的弯曲成形。结果表明镁合金

2、替代设计满足仪表板横梁的轻量化、整体模态、碰撞安全以及可制造性的要求。关键词：汽车仪表板横梁；挤压镁合金；替代设计DesignandAnalysisonCrossCarBeamofExtrudedMagnesiumAlloyGaoYunkai，LiuHaili，WanDangshui&GaoDong1．CollegeofAutomotiveEngineering，rong~University，Shanghai201804；2．SAICMotor，Shanghai201804[Abstract]Forachievingvehiclelightweighting，thecrossca

3、rbeam(CCB)assemblyisredesignedforthesubstitutionofextrudedmagnesiumalloyforsteel，inwhichextrudedpartsandstampedpartsaredesignedseparate—lyduetodifferentprocesseswiththeirmaterialandconnectionprocessdetermined．AFEmodelforCCBassemblyissetupandacomparativemodalanalysisandcrashintrusionanalysisare

4、conducted．Thebendingformingoftubesisalsosimulatedwithabendingsimulationmodelbuilt．Theresultsshowthatmagnesiumalloysubstitutiondesign．meetstherequirementsonlightweighting，modalbehavior，crashsafetyandmanufacturabilityofCCB．Keywords：CCB；extrudedmagnesiumalloy；substitutiondesign压件和冲压件焊接而成的仪表板横梁骨架总

5、成设计刖舌方案，该结构在满足模态和碰撞安全要求的基础上，可以实现汽车部件轻量化的目的。目前，镁合金仪表板横梁主要通过铸造的生产方式获得。文献[1]中介绍了铸造镁合金在通用G—1结构设计van车型仪表板管梁上的应用情况，总质量12kg，比钢结构减轻6kg，碰撞安全性和振动问题也得到改1．1钢制仪表板横梁骨架善。与铸造工艺相比，挤压工艺有着更好的延展率、钢制仪表板横梁骨架总成为左、右侧支架，转向屈服强度和抗拉强度J。另外挤压可以获得优良的管柱支架，空气囊(PAB)支架，空调(HVAC)支架，表面质量及良好的尺寸精度。驾驶员侧支架，副驾驶员侧支架，收音机支架，中控仪表板横梁骨架总成为仪表

6、板饰件及其附件、台(CNSL)支架，安装影音系统的中问支架和仪表板乘员侧安全气囊、转向管柱和空调箱等零件提供支固定支架等11个支架焊接在仪表板横梁上的结构，承，是这些总成装配过程中的定位支承件。它直接如图1所示。各支架主要由不同厚度的钢板冲压而与车身相连，承受仪表板总成的载荷，对车辆的安全成，其厚度如表1所示。性有较大的影响。本文中对钢制仪表板横梁骨架1．2挤压镁合金仪表板横梁骨架总成设计总成进行了镁合金替代设计，提出了采用镁合金挤根据企业方的要求以及镁合金材料的特点确定原稿收到日期为2010年4月7日，修改稿收到日期为2010年6月3日。学兔兔www.xuetutu.com汽车工

7、程2011年(第33卷)第2期产生干涉。综合考虑各种方案的可行性、经济性和生产效率等，确定新方案仍为等径三维弯管型，如图3所示。左图2钢制仪表板横梁中间支架图l钢制仪表板横梁骨架总成表1原设计方案各支架厚度骨架结构部件名称厚度t／mm骨架结构部件名称厚度t／mm仪表板横梁2副驾驶员侧支架2图3挤压镁合金仪表板横梁横梁左侧支架1．5中问支架1．5横梁右侧支架1．5空气囊(PAB)支架1．5新仪表板横梁采用镁合金挤压管材通过弯曲工转向管柱支架1．5空调(HVAC)支架1．