汽车天窗优化设计

摘要：本文简述了汽车天窗的工作原理，结构特点，性能要求及实验要求，阐明了汽车天窗优化设计的设计流程。

关键词：汽车天窗优化设计。

1．前言

汽车天窗在国外有100多年的历史，已成为汽车文化的一部分。在中国市场上，许多汽车制造厂家已开始引入天窗配套项目，目前，许多厂家的汽车都推出了天窗版轿车。

开车的人都知道，一辆车里挤的人越多，车内的空气就越浑浊。如果在车内吸烟，车里就更是烟雾缭绕，车里的气味更是难闻。为消除这些让人感觉不舒服的味道，许多人选择购买车用香水，但这只能起到一定的除味效果。当然，打开侧窗也可起到换气的作用，可车辆在运行中打开窗户会产生很大的噪音，而且风直接冲撞到司机降低舒适感，坐在后排座位的人也会被侧窗的风吹得睁不开眼。汽车在行驶过程中若经常打开窗户，不仅影响车内温度，会带进大量灰尘及传入车外噪声，而且由于高速行驶形成的风会直接冲撞到车内的乘员，降低乘坐舒适度，因此现代汽车一般都关窗驾驶。对于车身密封性不良的汽车，虽然也能带进部分新鲜空气，但由于不能人为地控制进风，进风量难以符合要求，而且进风部位是随机的，往往带进大量灰尘、烟气（发动机废气），污染车内空气。但若车内无新鲜空气补充，会使车内空气中二氧化碳含量增大、氧气含量下降；车内还会因抽烟、人体呼吸、食物及物品等使空气气味不好，影响乘员身体健康；为了防止汽车前窗结霜凝雾，也需要引入新风，需要有通风装臵。

另外，通过天窗的玻璃可以自然采光，车室内明亮并可以营造浪漫的气氛，并给喜欢高档车的顾客带来了满足感。因此，加装天窗既为汽车改善通风状况的

有效方法。

汽车档次不同，天窗也有很多种，所以，在汽车上装配天窗就存在着优化问题，也就是本文的研究所在。

2．定义

2.1 天窗

天窗：是指安装于汽车顶部、主体材料为玻璃的车身部件，并且该部件有一部分能够由电机驱动并通过传动机构将天窗玻璃沿滑槽前后移动、倾斜启闭，且能按要求停留在任意位臵。

天窗分为固定式天窗也叫全景式天窗和活动式天窗。活动天窗又分为手动式玻璃天窗及电动式玻璃天窗。

2.2 优化设计

优化设计：设计是创造方案的过程，传统的设计是设计者按设计要求和设计者的实践经验，参考类似结构，通过判断创造方案，然后进行力学分析或按规范要求作安全校核，再修改设计。这一过程繁复，且往往只能创造出可行方案。而优化设计则把力学概念和优化技术有机地结合，根据设计要求，使参与计算的量部分以变量出现，形成全部可能的设计方案域，利用数学手段在域中找出满足预定要求的不仅可行而且最好的设计方案。实践证明，优化设计能缩短设计周期、提高设计质量和水平，取得显著的经济效益和社会效益。

而最优设计是在明确结构的经济性与安全性等指标下，结合计算机辅助设计，很方便地实现分析计算、设计、出图等全过程的自动化，提高了设计效率和质量。

3．天窗的作用

3．1汽车活动天窗是汽车乘坐室与外界的空气直接交换通道，是改善汽车内部温度和空气质量的一种方法，而汽车内部温度和空气质量对驾乘人员在长时间驾

驶车辆过程当中的舒适感以及驾驶安全性有着较大的影响。打开天窗，使车内空气循环，使汽车内部可以保持新鲜的空气，可以排出烟味、酒味、霉味等，消除暖风空调的不适感，减小驾乘人员因空气混浊所引起的昏睡感，增加汽车乘坐舒适度，减少司机的疲劳感并可以预防交通事故。

3．2在湿度高的天气和寒冷的季节可以防止玻璃上的湿气。

3．3闷热的夏天，长时间停车再启动时，打开天窗可尽快排出热空气，降低车内温度。

3．4 天窗本身配有的顶盖支架增加了车内的安全性，发生交通事故时天窗也可以用作紧急出口。在野外摄影、打猎时天窗起着同样方便的作用。

4．天窗工作原理

天窗装臵是利用流体力学的原理，将车内的混浊气体“抽”出，使空气得到充分的交换。

在流体力学研究领域，实验证明在流速高的情况下流体对管壁的压力小，在流速低的情况下流体对管壁的压力大。汽车在高速行驶情况下，由于汽车顶盖都具有一定的弧度，因此，外部气流在流经汽车顶盖时速度会很高，外部空气对汽车顶盖的压力小于车内空气对汽车顶盖的压力，车内空气向车外流动，压力变小，外部新鲜空气补充进车内，这样，车内空气得到循环，汽车内部就可以保持新鲜的空气。

5．天窗的种类及特点

5．1 汽车天窗种类

汽车天窗种类见表1

表1

注：1. 固定式玻璃天窗也就是玻璃顶棚，不可活动，不减弱甚至会加强整车强度及刚度。

2. 滑帘式天窗主体材料为可折叠的软帘，软帘沿滑槽前后移动、启闭，且能按要求停留在任意位臵。

5．2 汽车天窗特点

手动式玻璃天窗见表2

表2

电动式玻璃天窗特点见表3

表3

5．3 汽车天窗各组成零部件执行标准

GB/T 2828 逐批检查技术抽样程序及抽样表

QC/T 625 汽车用涂镀层和化学处理层

GB/T 17340 汽车安全玻璃的尺寸、形状、外观

GB 9656 汽车用安全玻璃

GB/T 12421 客车门窗用橡胶密封条

QC/T 413 汽车电器设备基本技术条件

6．天窗的结构型式

6．1 天窗的结构

a.夹紧式结构

天窗分为天窗总成单元及安装固定框两部分，分别位于车身顶盖的外侧和内侧，通过紧固件使这两部分闭合并同时夹住车身顶盖的安装固定方式为夹紧式结构。

b.悬挂式结构

这种结构的天窗需要为其专门设计车身顶盖，顶盖要有一个翻边孔；同时

另需设计一个顶盖加强件（冲压件），并与车身顶盖的翻边孔焊接在一起。

天窗总成作为一个整体，通过紧固件悬挂固定在加强件上。

天窗夹紧式与悬挂式结构的比较

6．2 天窗的密封（排水）方式

a 主动式密封方式

通过天窗与顶盖之间的密封，以及天窗玻璃与天窗开口处密封条的密封，阻止灰尘及雨水等进入天窗及车身内部。

b 被动式密封（排水）方式

通过天窗玻璃周边的密封条与车顶翻边的密封结合，阻止灰尘及大部分雨水；同时，天窗总成内部需要设计有流水槽及排水导管接头，将少量从玻璃密封条与车顶接合处渗入的雨水排到车身外部。

在天窗总成内部框架的4个拐角处各设计一个排水导管接头，排水导管接头连通流水槽并外接排水导管，前部的排水导管通过车身A柱，后部的排水导管通过车身C柱或D柱，将雨水导出车身。

6．3天窗玻璃开启运动的实现，均是由一个电机提供动力，在开关以及电路模块的控制下，通过减速机构、传动拉索，将动力传递给与玻璃相连接的左右侧连杆机构，由连杆机构的运动实现玻璃的倾斜、前后移动等动作。电机可以位于前部，也可以放臵于后部。

6．4经过特殊处理的安全强化玻璃，可有效阻挡有害射线、热及耀眼的阳光。玻璃可设计成多种多样的，甚至可以用钢面板替换玻璃板。精心设计的天窗框架不但不会使车体整体刚度减弱，反而会增加车体刚度。

6．5图3为内滑式天窗的典型结构图

7．天窗的性能要求

作为整车的一个功能性部件，天窗除应满足整车常规要求，如安全性、可靠性、耐久性以及舒适性等，还要有自身的一些特点，因此，天窗应满足以下方面要求：

7．1 安全性

在安全性方面，天窗系统应满足下表所列的各项要求：

7．2天窗应具有安全防夹功能，即玻璃在关闭过程中遇到障碍物时，能够自动结束关闭运动并同时向后返回。

图3

1. 天窗加强框8. SCU

2. 顶盖前横梁9. 天窗电机

3. 顶盖前托梁10. 天窗驱动装臵

4. 顶盖后托梁11. 天窗玻璃

5. 顶盖后横梁12. 导水槽

6. 顶盖内饰13. 遮阳板

7. 天窗框架

7．3 性能要求

7．4 天窗玻璃的光学性能

天窗玻璃光学性能的考核主要有以下几个指标：a．透光率

b．光反射率

c．总能量传导率

d．总能量反射率

e．紫外线传导率

7．5 密封性

对于安装天窗系统的汽车而言，不但要保证天窗与车身之间密封，而且要保证天窗系统自身密封，或是能完全阻止灰尘及雨水等进入车身内部，或是在密封的同时还能利用天窗的排水系统将少量从玻璃密封条与车顶接合处渗入的雨水排到车身外部，绝对不允许在汽车内部有水迹。

7．6 天窗系统对风噪的影响

a 一定车速下，打开的天窗玻璃会产生一定的噪声，在产品设计时应注意控制这一噪声源。通常在车速为25～110km/h时，由此产生的风噪不能超过9db。

b 天窗玻璃密封条与车身结合的部位也可能产生噪音，在产品设计时应考虑结合部位的间隙以及平整度，将其噪声对车内的影响控制在2db以内。

C 天窗系统中的空气导流板也可能产生风噪，应注意其形状、角度和高度，将其产生的风噪控制在3db以内。

7．7 满足整车设计要求

对于整车而言，天窗安装部位的车身结构是一个开放性的结构，在产品设计时应注意该部位对车身整体的刚性及振动频率的影响，并通过CAE对其进行分析，使其满足整车设计要求。

8．汽车天窗优化设计

针对天窗系统的特点以及天窗对车身的影响、安装要求，新研制车型天窗优化设计应按以下流程进行：

1) 新研制车型天窗的设计依据是新研制车型的整车设计方案和车身设计方案。

2) 根据整车设计方案所确定的新研制车型市场定位、功率来决定新研制车型是否配臵天窗、配臵哪一种天窗，所配臵天窗应具备哪些功能。

3）新研制天窗必须满足国家强制性标准GB11552-1999?轿车内部凸出物?的要求。

4）天窗各组成零部件必须满足国家法规要求。

5）依据整车总布臵要求及人机工程学原理确定天窗在顶盖上的位臵、大小。

6）参考配臵有天窗的同类车型以确定新研制车型顶盖外板的开口尺寸、天窗加强框的厚度及外廓尺寸、各梁的厚度及外廓尺寸。

7）根据整体造型风格，依照车身主模型进行形面设计，确保在关闭状态下天窗与车体协调一致，天窗框架与车体配合协调。

8）天窗不但要满足自身的强度、刚度要求，也要满足整车强度、刚度要求。

9）无论是车体钣金件还是成品件在不影响整车强度、刚度及天窗性能的前提下都要考虑尽量借用现有件以降低整车成本。

10）在保证整车成本及使用维护成本最低的前提下确定天窗的结构；新研制零部件的材料、结构、寿命。

11）玻璃组件不但须满足国家强制性标准GB9656-1996?汽车用安全玻璃?的要求，还必须能反射99﹪的紫外线，97﹪的红外线，80﹪的太阳光。

12）遮光挡板面料应与顶盖内饰面料种类、颜色一致，不得出现明显色差。

13）在天窗各组成零部件确定后，用计算机对位于整车位臵的天窗总成及其周边车体数模进行装配、运动模拟，以检查天窗各组成零部件自身及与车体的协调性、可操作性。

14）用计算机对位于整车位臵的天窗总成及车体数模进行强度、刚度计算。

15）用计算机对位于整车位臵的天窗总成及车体数模进行碰撞模拟。

16）对天窗总成及车体强度、刚度裕度较大的部位进行减重。

17）对天窗总成及其周边车体结构进行降成本活动。

18）在尽量不改动整车主模型的前提下，解决以上步骤所发现的问题。

19）重复以上步骤，实现迭代设计，得到最优方案。

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怎样把汽车优化设计

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前言 ....汽车作为一种商品，首先向人们展示的确实是它的外型，外型是否讨人喜爱直接关系到这款车子甚至汽车商的命运。在全球各大汽车企业中，汽车造型工作差不多上由公司的最高层直接领导。因此除了汽车公司自己的设计队伍，还有一些独立的、专业的汽车设计公司，如闻名意大利设计大师乔治亚罗的设计公司[ www.italdesign.it]、意大利博通设计室[ www.bertone.it] 等等。 ....好，先让我们看一下什么是汽车造型设计？ ....汽车造型设计是依照汽车整体设计的多方面要求来塑造最理想的车身形状。汽车造型设计是汽车外部和车厢内部造型设计的总和。它不是对汽车的简单装饰，而是运用艺术的手法科学地表现汽车的功能、材料、工艺和结构特点。 ....汽车造型的目的是以其的美去吸引和打动观者，使其产生拥有这种车的欲望。汽车造型设计尽管是车身设计的最初步骤，是整车设计最初时期的一项综合构思，但却是决定产品命运的关键。汽车的造型已成为汽车产品竞争最有力的手段之一。 ....汽车造型设计需要你掌握哪些知识？ ....汽车造型要紧涉及科学和艺术两大方面。设计师需要明白得车身结

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汽车车门拉延模具设计与成形模拟摘要本课题把汽车覆盖件车门内板作为研究的对象，以常见的板料成形分析软件Dynaform作为工具对拉延成形工艺参数进行研究。本课题设计的意义是拉延成形CAE 分析可以提前预测冲压产品的缺陷，帮助工程技术人员对拉延成形工艺进行优化，以减少反复试模修模的次数，缩短产品的设计和生产周期。完成的主要工作有通过UG对汽车车门进行拉延模具的设计，再根据零件的结构特点制定合理的成形工序，采用Dynaform软件对拉深成形过程进行数值模拟，查看模拟结果中的板料流入量，根据经验和反复对试验结果的验证与分析后，重新设定相关系数，找到最合适的参数设置。通过Dynaform软件的模拟仿真结果的分析，板料的厚度，拉延筋的设计，压边力的大小，成形的尺寸设计，冲压的次数与力度等对板料的成形结果都有很大影响，要想获得最理想的仿真结果，只有通过经验和不断地实验才能找出最佳方案。本毕业设计的有用结论主要是用Dynaform软件可以模拟板料成形的真实过程，从而避免生产过程耗费很大的人力物力财力去试验，很大程度上节约成本。CAE数值分析仿真结果也十分准确，在中国仿真率达到97%，在国外达到100%，它的应用将越来越广泛。关键词：拉延成形;CAE分析；Dynaform软件

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车辆工程汽车优化设计论文

优化设计在汽车中的应用长安大学汽车学院车辆工程三班

摘要 20世纪90年代以来，汽车行业的竞争已从单一的性能竞争转向性能、环保、节能等多元综合竞争。安全、舒适、节能环保是二十一世纪汽车工程领域具有重大意义的研究热点。随着国内汽车研发水平的提升，优化设计已经逐步应用到整车开发过程当中。本文结合在整车开发中的优化设计经验，对几种不同的优化设计方法进行简单介绍，从而使大家对优化设计有更直观的认识。

关键词汽车优化设计实践目录一、摘要 (1) 二、现代最优化设计简介 (3) 三、优化设计在汽车设计中的应用 (4) 四、CAE在汽车冲压件生产工艺中的优化应用 (5) 五、优化设计在汽车零部件轻量化中的应用 (6) 六、总结 (6)

一、现代最优化设计简介 1.1最优化设计概念及最优值最优化设计是在现代计算机广泛应用的基础上发展起来的一项新技术，是根据最优化原理和方法，综合各方面的因索，以人机配合方式或用自动探索的方式，在计算机上进行的半自动或自动设计，以选出在现有工程条件下的最好设计方案的一种现代设计方法实践证明，最优化设计是保证产品具有优良的性能，减轻自重或体积，降低工程造价的一种有效设计方法，同时也可使设计者从大量繁琐和重复的计算工作中解脱出来，使之有更多的精力从事创造性的设计，并大大提高设计效率。最优化设计方法己陆续应用到建筑结构、化工、冶金、铁路、航空、造船、机床、汽车、自动控制系统、电力系统以及电机、电器等工程设计领域，并取得了显著效果。设计上的“最优值”是指在一定条件(各种设计因素)影响下所能得到的最佳设计值。最优值是一个相对的概念。它不同于数学上的极值，但有很多情况下可以用最大值或最小值来表示。概括起来，最优化设计工作包括以下两部分内容：（1）将设计问题的物理模型转变为数学模型。建立数学模型时要选取设计变量，列出目标函数，给出约束条件。目标函数是设计问题所要求的最优指标与设计变量之间的函数关系式；（2）采用适当的最优化方法，求解数学模型。可归结为在给定的条件(例如约束条件)下求目标函数的极值或最优值问题。 1.2设计方法的分类在工程优化原理和方法的应用领域，主要是优化设计、优化试验和优化控制三个方面。根据优化问题的不同特征，可有不同的分类方法。（1）按有无约束分：无约束优化问题和有约束优化问题；（2）按设计变量的性质分：连续变量、离散变量和带参变量；

汽车覆盖件模具设计总结

汽车覆盖件形状复杂，表面质量要求高。用最少的模具成本、最少的设备台时加工出高质量的冲压件，需要编制合理精益的工艺方案，是对工艺人员的高要求。汽车覆盖件的特点和要求汽车覆盖件（以下简称覆盖件）是指构成汽车车身或驾驶室、覆盖发动机和底盘的薄金属板料制成的异形体表面和部零件。轿车的车前板和车身、载重车的车前板和驾驶室等都是由覆盖件和一般冲压件构成的。覆盖件组装后构成了车身或驾驶室的全部外部和部形状，它既是外观装饰性的零件，又是封闭薄壳状的受力零件。覆盖件的制造是汽车车身制造的关键环节。一、覆盖件的分类按功能和部位分类，可分为外部覆盖件、部覆盖件和骨架类覆盖件三类。外部覆盖件和骨架类覆盖件的外观质量有特殊要求，部覆盖件的形状往往更复杂。按工艺特征分类如下：（1）对称于一个平面的覆盖件。诸如发动机罩、前围板、后围板、散热器罩和水箱罩等。这类覆盖件又可分为深度浅呈凹形弯曲形状的、深度均匀形状比较复杂的、深度相差大形状复杂的和深度深的几种。（2）不对称的覆盖件。诸如车门的、外板，翼子板，侧围板等。这类覆盖件又可分为深度浅度比较平坦的、深度均匀形状较复杂的和深度深的几种。（3）可以成双冲压的覆盖件。所谓成双冲压既指左右件组成一个便于成型的封闭件，也指切开后变成两件的半封闭型的覆盖件。（4）具有凸缘平面的覆盖件。如车门板，其凸缘面可直接选作压料面。（5）压弯成型的覆盖件。以上各类覆盖件的工艺方案各有不同，模具设计结构亦有很大差别。二、覆盖件的特点和要求

同一般冲压件相比，覆盖件具有材料薄、形状复杂、结构尺寸大和表面质量要求高等特点。覆盖件的工艺设计、冲模结构设计和冲模制造工艺都具有特殊性。因此，在实践中常把覆盖件从一般冲压件中分离出来，作为一各特殊的类别加以研究和分析。覆盖件的特点决定了它的特殊要求。 1. 表面质量覆盖件表面上任何微小的缺陷都会在涂漆后引起光线的漫反射而损坏外形的美观，因此覆盖件表面不允许有波纹、皱折、凹痕、擦伤、边缘拉痕和其他破坏表面美感的缺陷。覆盖件上的装饰棱线和筋条要求清晰、平滑、左右对称和过渡均匀，覆盖件之间的棱线衔接应吻合流畅，不允许参差不齐。总之覆盖件不仅要满足结构上的功能要求，更要满足表面装饰的美观要求。 2. 尺寸形状覆盖件的形状多为空间立体曲面，其形状很难在覆盖件图上完整准确地表达出来，因此覆盖件的尺寸形状常常借助主模型来描述。主模型是覆盖件的主要制造依据，覆盖件图上标注出来的尺寸形状，其中包括立体曲面形状、各种孔的位置尺寸、形状过渡尺寸等，都应和主模型一致，图面上无法标注的尺寸要依赖主模型量取，从这个意义上看，主模型是覆盖件图必要的补充。 3. 刚性覆盖件拉延成型时，由于其塑性变形的不均匀性，往往会使某些部位刚性较差。刚性差的覆盖件受至振动后会产生空洞声，用这样零件装车，汽车在高速行驶时就会发生振动，造成覆盖件早期破坏，因此覆盖件的刚性要求不可忽视。检查覆盖件刚性的方法，一是敲打零件以分辨其不同部位声音的异同，另一是用手按看其是否发生松驰和鼓动现象。 4. 工艺性覆盖件的结构形状和尺寸决定该件的工艺性。覆盖件的工艺性关键是拉延工艺性。覆盖件一般都采用一次成型法，为了创造一个良好的拉延条件，通常将翻边展开，窗口补满，再加添上工艺补充部分，构成一个拉延件。工艺补充是拉延件不可缺少的组成部分，它既是实现拉延的条件，又是增加变形程度获得刚性零件的必要补充。工艺补充的多少取决于覆盖件的形状和尺寸，也和材料的的性能有关，形状复杂的深拉延件，要使用08ZF钢板。工艺补充的多余料需要在以后工序中去除。

汽车的优化设计整理

汽车造型 1.汽车造型和汽车设计的关系?那个包括范围广? 造型强调的是成型，设计强调的是构思。汽车造型是汽车设计的先行环节之一，也是汽车设计的重要组成部分。联系：产品的实用性和审美性融会贯通，通过熟练的技艺体现在产品形态上。造型和设计是一对孪生儿，由于产品有实用与精神的双重作用，在产品开发过程中密不可分。创造性是它们共同的精髓。汽车设计涵盖范围广。 2.汽车造型发展阶段?推动发展的原因? 从整体来看，一百多年来，汽车造型的的变化主要经历了以下几个阶段：马车型汽车，箱型汽车，甲壳虫型汽车，流线型汽车，船型汽车，楔型汽车到现在的复合型汽车; 确定汽车外形有三个基本要素，即机械工程学、人机工程学和空气动力学 3.著名汽车设计公司,大师? 宾尼法利那(Pinifarina)、意大利设计公司(ITALDESlGN)、博通(Bertone)、意迪雅(I.DE.A)；乔治亚罗(Qugetto Giugiaro)、Nucc Bertone、波尔舍、 4..汽车造型工作方法流程产品规划、二维设计、三维设计、样车试制 5.为什么要制造缩小比例模型?作用(4个作用) 1)是造型构思的延续2)比效果图的三维空间感更强3)是模型的前期试验品4)是选型的重要依据 6.车身主要曲线曲面在汽车造型哪个阶段确定?为什么? 7.什么方法时汽车获得动感? 使汽车的外形与运动物体的外形相像;使汽车具有活泼流畅的线条和光顺的车身表面；强调

水平划分线和削弱垂直划分线；运用不同色彩或不同质感的对比方法。 8.汽车色彩三要素? 色相、明度、纯度 9.使配色更好用哪个配色系统?怎么使色彩搭配协调的配色方法? 奥斯特华徳系统（配色系统有孟歇尔系统、奥斯特华徳系统、CIE系统）；使色彩搭配协调的方法有：减少一种色彩的面积；加入白色，使色彩变淡；加入黑灰色，使色彩变暗，用白、灰、黑、金、银等色镶边，作调和过渡；两种色彩交接处用邻接色（在色相环或色度图中亮色之间的色彩）隔开

汽车覆盖件模具设计开题报告

笑嘻嘻小大学本科毕业设计开题报告届：学院（系）：专业： 2013年03月13日

根据汽车覆盖件模具设计的经验和规则，在UG平台上将模板技术和参数化方法应用于汽车覆盖件模具的设计中，能够大大地缩短传统覆盖件模具设计的周期，达到快速响应制造。 2. 国内外发展状况国外各大汽车公司都对汽车模具的设计和制造技术的发展极为重视，各大汽车公司都有自己的模具制造厂，生产汽车关键零件的模具，特别是主要外观件所用的模具。例如，日本丰田公司的冲压模具工厂就是世界上最大、最先进的汽车模具制造厂之一。虽然该工厂的模具制造能力很强，但并不生产丰田公司所需的全部模具，主要负责整车零件的冲压工艺和整车模具的协调和设计制造车身内外覆盖件等主要零部件的模具，而地板和骨架等零件的模具全部外协制造，其模具自制率约为60%。除了汽车生产厂家的模具厂外，还有大批的汽车模具专业公司为汽车制造业服务，其中知名的如同本的获原、富士、宫津，美国的COMAU公司等等，在国际汽车模具制造业都具有很高的地位。自2000年以来，我国汽车行业快速发展，2010年汽车总产量已超过1800万辆，新能源汽车也被国家列为战略性新兴产业，在国家政策的引导下将会快速发展。在节能减排政策推动下，汽车轻量化技术将越来越受到重视。我国汽车工业的高速发展，为汽车模具提供了旺盛的市场需求，推动了汽车模具行业的快速发展，使汽车模具行业的整体水平也得到迅速提升。十年前，我国的汽车冲压模具行业还只限于一汽、东风、天汽、成飞、南汽等为数不多的几家骨干企业，现在己发展到200家左右。大批民营企业快速发展，并已具有相当规模，已经成为我国汽车模具行业的重要组成部分。经济全球化对国际汽车模具制造业产生了深刻的影响，近年来工业发达国家将中低档模具的生产不断地向包括中国在内的发展中国家转移，并且也越来越多地到这些国家采购模具，以降低其汽车生产成本。尽管如此，我们还是应该清醒地看到，工业发达国家汽车模具行业依然保持着其核心竞争力，在大型、精密、复杂模具的设计制造技术方面仍有着明显的优势，特别在高档轿车模具技术方面还占据着不可替代的位置。 3. 研究内容汽车后门内板拉延模具结构设计及工艺分析其关键的内容包括： 1. 汽车后门内板的成型工艺过程研究及相关工艺参数的设计况； 2. 材料的选择,毛坯尺寸的计算； 3. 汽车零部件模具参数设计及模具结构设计模具的结构形式,凸凹模尺寸计算与设计,导向与安装部件设计等。所需绘制三维实体图和工程图内容： 1. 利用UG 2.0设计整套汽车后门内板拉延模具实体图； 2. 利用UG2.0完成总的装配图以及非标准件图。 4. 研究方法及手段

车辆优化设计理论与实践_第1章

第1章优化设计的基本概念及相关理论 ● 1.1 概述 ● 1.2 优化设计的基本要素和数学模型 ● 1.3 多元函数的基本性质 ● 1.4 无约束优化问题的极值条件 ● 1.5 约束优化问题的极值条件 1.1 概述 ●优化设计的概念？ ●优化设计是20 世纪60 年代初发展起来的一门新学科，它是将最优化原理和计算技术应用于设计领域，为工程设计提供一种重要的科学设计方法。利用这种新的设计方法，人们就可以从众多的设计方案中寻找出最佳设计方案，从而大大提高设计效率和质量。 ●优化设计方法的发展？ ●传统设计方法只是被动地重复分析产品的性能，而不是主动地设计产品的参数。作为一项设计不仅要求方案可行、合理，而且应该是某些指标达到最优的理想方案。虽然设计中的优化思想在古代设计中就有所体现，但直到直至20 世纪60 年代，电子计算机和计算技术的迅速发展，优化设计才有条件日益发展起来。 ●优化设计方法的发展？ ●现代化的设计工作已不再是过去那种凭借经验或直观判断来确定结构方案，也不是像过去“安全寿命可行设计”方法那样，。而是借助电子计算机，应用一些精确度较高的力学的数值分析方法（如有限元法等）进行分析计算，并从大量的可行设计方案中寻找出一种最优的设计方案，从而实现用理论设计代替经验设计，用精确计算代替近似计算，用优化设计代替一般的安全寿命的可行性设计。 ●优化设计方法的发展？ ●近年来，优化设计在汽车设计中的应用也愈来愈广，汽车零部件的优化设计，各系统的优化匹配等在近十几年也有很大发展，各种减速器的优化设计、万向传动和滚动轴承的优化设计以及轴、弹簧、制动器等的结构参数优化等都得到了广泛研究。另外，近年来发展起来的计算机辅助设计（CAD) ，在引入优化设计方法后，使得在设计过程既能够不断选择设计参数并评选出最优设计方案，又可以加快设计速度，缩短设计周期。把优化设计方法与计算机辅助设计洁合起来，使设计过程完全自动化，已成为设计方法的一个重要发展趋势。优化问题示例图为由两根钢管组成的对称桁架。A处垂直载荷P=300000N，2L=152c m，空心钢管厚度T=0.25c m，材料弹性模量E=2.16X107N/c m2，屈服极限σs=70300N/c m2。求：在满足强度条件和稳定性条伴下，使体积最小的圆臂直径d和桁架高度H。

车身结构加强件优化设计

优化设计在车身结构加强件上的应用杨明戚为民赵俊杰艾联（中国）汽车零部件有限公司

优化设计在车身结构加强件上的应用杨明戚为民赵俊杰（艾联（中国）汽车零部件有限公司）摘要：本文利用一个公开的整车模型，先对其进行侧面撞击分析，然后添加本公司的结构加强发泡以改善其局部结构强度。通过Altair公司的OptiStruct软件对结构加强件进行优化，以达到最佳的设计状态。关键字：侧面撞击，OptiStruct Abstract：Applying one public whole vehicle model, operates the MDB analysis, and then adds our company’s structure strength foam to improve the part structure. Using the OptiStruct of Altair Company to optimize the structure strength foam and achieve the best design effect. Key words: MDB, OptiStruct 1 引言随着汽车工业的发展，汽车日益普及，交通事故造成的伤害引起普遍的关注。研究表明，到2020年，交通事故引发的疾病及伤害将成为全球疾病负担前十大原因的第三位。然而在众多的交通事故中，因侧面撞击导致死亡的接近30%。与汽车的其他方面撞击相比较，汽车侧面吸能结构件较少，一旦受到来自于侧面的撞击，将严重危机乘员的生命。目前，普遍的方法是从约束系统匹配和提成车身整体结构安全性两个方向入手。本公司的结构加强件就是从提高车身局部强度入手来解决侧面撞击中可能出现的一些问题。从经验上我们会在车身比较薄弱的地方添加本公司的加强发泡，但是这样无法控制添加量和添加位置，无法达到最佳效果。利用Altair公司的OptiStruct结构优化模块可以分析出最佳的填充方案。 2 Optistruct优化方案 2.1 有限元模型本文利用一个public 模型来做一些研究性的工作，首先利用LS_Dyna完成侧面撞击的分析，找出车身结构薄弱的位置。

汽车车身骨架优化设计

南京工程学院车辆工程系本科毕业设计（论文）题目：汽车车身骨架优化设计专业：机械设计制造及其自动化（汽车技术）班级： K汽车071 学号： xxxx 学生姓名：指导教师：起迄日期： 2011.2～2011.6 设计地点：工程实践中心 _

Graduation Design (Thesis) Optimal Design of Automobile Body Frame By Ji Jianke Supervised by Associate Prof. Chen Ruwen Department of Vehicle Engineering Nanjing Institute of Technology June, 2011

摘要汽车主要承载结构是车身骨架，在保证刚度和强度的前提下减轻车身骨架的重量对整车性能的提高有着重要的意义。拓扑优化是近年来结构优化研究领域中的前沿课题和热点问题,也是结构优化中的重点和难点。本文以越野车2046虚拟车身为研究对象，采用壳单元建立该车的车身骨架的详细有限元模型对其结构进行静态和动态有限元分析计算。根据得到的拓扑优化结果,同时充分考虑实际的装配和性能要求,完成越野车2046车身骨架的重新构建。对优化后的车身骨架模型进行有限元分析,将其动、静特性参数与原模型作比较。研究表明,经拓扑优化后的车身大骨架各项特性参数指标均有不同程度的提高。由此可得出结论，在实际工程研究中，基于有限元的拓扑优化技术应用于车身骨架设计方面是可行的，且具有很强的优势。关键词：车身骨架设计；有限元；拓扑优化；ANSYS

ABSTRACT The main bearing structure of an auto is body frame. Under the premise of ensuring stiffness and strength, reducing the weight of the vehicle body frame is important to improve the performance. Topology optimization is the forefront issues and hot issues of structural optimization research in recent years. It is also the importance and difficulty of the structural optimization. Basing on the virtual body of 2046 SUV, the detailed finite element model was established in shell elements. The stiffness and modal characters of the skeleton-type body are gained qualitatively through static and dynamic analysis in order to test and verify the design. The preliminary layout of the SUV 2046 body skeleton was completed according to the result of topology optimization in fully consideration of other practical assembly and performance requirements. The static and dynamic parameters of optimized body frame are obtained and compared with original design. The study shows that the performance parameters of the topologically optimized body frame are improved to varying degrees. So it can be concluded that in the actual engineering research the topological optimization method based on FEM is feasible on the design of vehicle body structure. And has a strong advantage. Keywords：Body frame design, Finite element, Topological optimization method, ANSYS

汽车车灯灯壳注塑模具设计

本科毕业设计设计题目：汽车车灯灯壳注塑模具设计 2011年6月22日

毕业设计独创声明本人郑重声明：所呈交的毕业设计，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本设计不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。此声明的法律后果由本人承担。作者（签名）: 毕业设计使用授权声明本人完全了解鲁东大学关于收集、保存、使用毕业设计的规定。本人愿意按照学校要求提交设计的印刷本和电子版，同意学校保存设计的印刷本和电子版，或采用影印、数字化或其它复制手段保存设计；同意学校在不以营利为目的的前提下，建立目录检索与阅览服务系统，公布设计的部分或全部内容，允许他人依法合理使用。（保密设计在解密后遵守此规定）作者（签名）：

毕业设计选题报告

汽车车灯灯壳注塑模具设计王盼（交通学院机械制造及其自动化专业 2008级交通本0804班 20082814125）摘要：（内容为楷体，五号，左右两边各缩进2cm或2个字的位置）关键词：（楷体，五号，分号分隔，最后一个不用标点） Study of Surface Nan crystallization on Metal Materials Wang Pan (School of Transportation, Communications and Transportation, Jiaotongben0401 Grade2004, 0428…..) Abstract:Increasing interests have been focused on nanocrystalline (nc) materials during the past decade with the anticipation that their properties will be different from, and often superior to those of conventional coarse-grained materials. The application and the recent research progress of surface nanocrystallization of metal materials have been summarized. Key Words: surface nanocrstallization; surface mechanical treatment; surface modification 1 引言（第一层标题，三号黑体，行距：段前1行，段后1行）随着汽车工业的飞速发展，对汽车车灯照明性能的要求也越来越高，其中既有自由曲面组成的配光反射器壳体，它具有车灯高度低、光源利用率高及空气动力性能好等优点，又有结构更完善的衬匡，更有线条流畅美观大方的面罩，以上每一项的设计和造型，最终决定了该车型车灯的完美与否。产品的竞争实际上是质量和价格的竞争。模具是工业之母，其制造技术是工业生产的核心技术，采用模具生产零件具有效率高、质量好、节能降耗、生产成本低等一系列优点，对国民经济和社会发展起到了巨大的作用。各国都把模具生产制造技术提到相当高的地位，并把先进的设计、制造、测量、检验及管理技术与设备应用到模具生产上。（小四号宋体，行距18磅） 1.1车灯的概论

汽车冲压模具设计与制作30个要点

汽车冲压模具设计与制作30个要点 1、在设计料带前，一定要了解零件的公差要求，材料性能、冲床吨位、冲床台面、SPM（每分钟冲次）、送料方向、送料高度、模厚要求、材料利用率、模具使用寿命。 2、在设计料带时，要同时进行CAE分析，主要考虑材料的变薄率，一般要在25%以下。特别深拉不锈钢材料，可以在预拉伸后再进行退火，用高频退火机，变薄率可以接受至40%，在设计料带时，一定要和客户多加沟通，最好要客户提供之前的模具照片或结构图来参考，空步也是非常重要的，在模具长度允许的情况下，适当留出空步对于试模后的改模帮助是很大的。 3、料带设计是对制品成型工艺的分析，基本上决定了模具是否成功。 4、在连续模具设计时，抬料设计非常重要，如果升料杆不能将整个料带升起，就无法进行自动化连续生产。 5、在模具设计中，模具材料的选择和热处理以及表面处理（如TD，TICN， TD时间需要3-4天），特别是拉伸件，如果没有TD，模具表面会很容易就拉烧起毛。 6、在模具设计中，对于孔位或公差要求较小的面，尽可能做可调镶件，便于在试模及生产时调节，以便容易达到，零件的尺寸要求，要上下模具同时时做可调镶件。对于字唛，要求在冲床上可拆，不需要下模再拆而浪费时间。 7、设计氢气弹簧时，根据CAE分析的压力来设计，不要设计过大的氢气弹簧，防止产品破裂。通常情况是：压力小，产品起皱，压力大，产品破裂。解决产品起皱，可以采用局部增加拉延筋的方法，先用拉延筋固定位片材，再拉伸，来减少起皱。

8、第一次试模时，一定要慢慢将上模合下，对于有拉伸工序时，一定要用保险丝试料位厚度，料位间隙达到材料厚度后再试模，刀口一定要先对好。拉延筋请使用活动镶件，以便于调节拉延筋的高度。 9、试模时，基准孔、基准面一定要模具配好后再将产品放在检具上测量，或送去CMM做3D报告，否则没有意义。 10、红丹一定要配好，贴合率达到80%以上，才可以开剪口，做CMM报告，或者是基准孔基准面已配好，产品已非常稳密，贴合率可以适当降低。配红丹是非常重要的事项，否则产品不稳定，无法进行后期的改模判断，零件尺寸将达不到客户要求。 11、客户样办要求：一般先是镭射办→剪口办→100%OK办，在镭射办阶段就要把红丹配好，送料调好，解决破裂起皱、尺寸公差问题，在开剪口办时基本上改好主要问题，后面是微调（模具局部改良）。 12、在客人一定要剪口办但是工艺条件不成熟的情况下，可以考虑开软料刀口（就是直接用45钢开刀口，改剪口时直接烧焊，等尺寸OK后再开正式硬料刀口）。 13、对于3D复杂的产品，可以采用3D镭射的方法去镭射，在3D镭射前一定要做好3D图形，用CNC打好基准点位后再送去3D镭射，3D镭射还要做定位砂型。 14、对于高强度钢板，刀口材料要采用A88或V4等硬质合金材料。 15、在试模时，为试拉伸效果，可以在材料上不同位置上垫砂纸来试效果，确定效果后在相应位置在活动的拉延筋或活动的麻点阵（就是将一块镀件磨成麻点），用来起磨擦阻碍走料。

汽车优化设计

研究生课程考核试卷科目：汽车优化设计教师：姓名：学号：专业：类别：专业上课时间：2014 年9 月至2014 年11 月考生成绩：阅卷评语：阅卷教师(签名) 重庆大学研究生院制

采用粒子群优化和模拟退火算法的齿轮系最优重量设计摘要：单级和多级直齿轮系的最小重量设计问题一直是人们感兴趣的话题，因为许多高性能的动力传动应用（比如汽车，航空，机械工具等）需要低重量。这篇文章介绍了两种著名的优化算法即粒子群优化算法和模拟退火算法，旨在寻找最优算法的组合，使得直齿轮系重量最小。所提出的算法的计算结果与先前公布的结果进行比较，由此得知该算法提供更好的齿轮设计的解决方案。关键字：最优重量设计齿轮传动进化计算粒子群算法模拟退火遗传算法

术语 a—中心距（mm） b—齿宽（mm） bi—约束量 bw—轮辐厚度（mm） Cl—表面疲劳因数 Cp—弹性模量（MPa） Cr—表面可靠因数 Cs—表面因数 d1,d2—小、大齿轮轴直径（mm）Di—齿轮副内径（mm） d0—壳外径（mm） dp—孔径（mm） Dr—齿根圆直径 F(x)—目标函数 Fp—磨损负荷(N) Fs—诱发弯曲载荷（N） gi（x）—约束 H—硬度 I—几何因数 J—路易斯几何因数 Km—安装因数

Kms—平均应力系数 Ko—过载系数 Kr—弯曲可靠系数 Kv—速度因数 Kw—载荷系数 l—长度（mm） m—模数 n—孔数 Z1，Z2—小、大齿轮齿数 P—功率 v—速度 x—设计变量 GA—遗传算法 PSO—粒子群优化算法 SA—模拟退火算法 1.简介一个新的产品的设计包括参数和相位等方面，根据设计的深度，输入数据，设计策略，过程和结果而有所不同。机械设计包括一个优化的过程，其中设计者经常要考虑一些特定的目标，比如要使强度，挠度，重量，磨损，腐蚀等满足要求。然而，一个完整的机械组件的优化设计会推导出一个复杂的含有大量设计变