为实现结构优化和材料替换的混合结构设计,提出钢塑一体轻量化车身结构。以一简单试件验证了钢塑一体结构的可行性;根据灵敏度结果,在普通钣金结构车身的基础上构建了钢塑一体车身结构并对其进行尺寸优化。优化结果表明,钢塑一体车身结构在总质量降低51 kg的基础上,其静、动态特性均有不同程度的改善。最后,通过发动机罩总成试验验证了钢塑一体车身结构的轻量化优势。 2013年第2期表6各零件参数关于板厚的灵敏度参照灵敏度分析结果选取3号、20号、21号等共16个零件组进行钢塑一体结构设计。各组编号所对应的BOM表零件编号如表7所列，所对应的结构如图2所示。表7组号及所对应的BOM表零件编号图2进行尺寸优化设计的零件示意4钢塑一体车身结构优化设计对钢塑一体车身结构进行优化设计时，只对其钢板层和塑料层的厚度尺寸进行优化，即进行尺寸优化设计。通过尺寸优化，得到钢塑一体结构中两种材料层的匹配厚度。这里的有两层含义钢塑一体轻量化-电动液压滚圆机滚弧机张家港滚圆机钢管滚弧机，一是性能优越，二是要有轻量化效果。将以上涉及的16个零件组中各零件两种材料层的厚度作为设计变量，以弯曲刚度不小于18000N/mm、扭转刚度不小于15000N·mm/（°）、本文由公司网站张家港大棚滚圆机采集转载中国知网整理!!http://www.dapenggunyuanji.com/  第1阶模态频率不低于32Hz、第2阶模态频率不低于35Hz4个设计参量作为约束，以总质量最轻为目标，进行弯曲和扭转工况下自由模态的尺寸优化设计[3]。经过多工况尺寸优化，得到钢塑一体结构的尺寸优化结果云图如图3所示。从图3中读取优化后各零部件的两种材料层厚度值列于表8与表9中。图3钢塑一体结构尺寸优化结果云图表8零部件钢板层尺寸优化厚度值mm表9零部件塑料层尺寸优化厚度值mm组号零件编号组号零件编号组号零件编号组号零件编号3元模型优化后的厚度值，分析其模态频率、静态弯曲刚度及扭转刚度等基本性能，并与普通钣金结构车身性能进行对比验证。对比数据如表10所示。表10两种车身结构的性能对比根据表10中对比数据可以看出，通过钢塑一体结构改进，在总质量减轻51kg的基础上，静、动态特性均有不同程度的改善，说明钢塑一体结构在性能和轻量化方面均具有较大的优越性。为了对比两种结构的实际性能，在无法试制整个车身钢塑一体结构的条件下，试制了发动机罩总成的钢塑一体结构，对其进行了两种结构的静、动态特性分析，其中模态试验如图4所示，得到试验结果如表11所列。根据试验结果可以看出，钢塑一体结构发动机罩相对于普通钣金结构具有优越性，可以通过进一步的研究对整车性能进行验证。图4两种结构形式的发动机罩模态试验表11两种结构的模态试验结果5结束语通过对试件进行性能对比分析，验证了钢塑一体结构的可行性；参考灵敏度分析结果，构建了初步的钢塑一体结构模型，经尺寸优化后可知，得到的最终钢塑一体车身结构方案在性能和轻量化方面均具有较大的优越性；最后通过发动机罩总成试验对方案进行了试验验证。本文拓宽了塑料在车身轻量化设计中的应用方法，为轻量化车身结构的研究提供了一条新的设计思路钢塑一体轻量化-电动液压滚圆机滚弧机张家港滚圆机钢管滚弧机本文由公司网站张家港大棚滚圆机采集转载中国知网整理!!http://www.dapenggunyuanji.com/