油箱箍带强度基于CAE分析进行结构设计优化.pdf

《油箱箍带强度基于CAE分析进行结构设计优化.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、InternalCombustionEngine＆Parts·11·油箱箍带强度基于CAE分析进行结构设计优化许晓晴(上海汽车集团股份有限公司摘要：应用cAE软件对油箱箍带强度进行静强度分析，以此算出箍带的应力应变，根据得出的结果进行分析，针对危险位置进行油箱箍带结构强度的优化，并将优化前与优化后结构强度进行对比，以此采用最佳设计结构。关键词：油箱箍带；箍带强度；设计优化1概述商用车燃油供给系统是汽车源源不断的动力来源，需要燃油箱持续不断的供发动机所需的燃料，其中油箱箍带承载并支撑着油箱的重量，一旦油箱箍带发生断裂将直接会导致油箱的脱落，甚至发生后果很严重的问题，所以油箱箍带要具备一

2、定的强度和使用寿命，满足整车整个生命周期的使用要求，提高燃油供给系统的可靠性，对于行驶工况较差的皮卡车，路面冲击大，油箱箍带的工作环境更佳恶劣，因此对油箱箍带的强度提出了更高的要求。合理设计油箱箍带，让其有较小的应力值满足强度及使用寿命要求，将大大提高汽车油箱的稳定性和整车安全性2汽车油箱箍带强度的CAE分析油箱箍带的设计是与油箱匹配设计的，与车身的固定点数、减振垫压缩量、减振垫与车身的接触面积大小以及油箱x、Y、z方向的限位等都是有直接的联系，箍带的cAE强度分析在考虑上述作用关系的情况下进行分析。2．1材料属性油箱箍带强度的CAE分析模型中，都要赋予减振垫、油箱箍带材料的属性，材

3、料属性见表l。表1材料属性序号属性油箱材料HDPE油箱箍带材料1密度(g，cm3)O．945DC03H3402抗拉强度(MPa)12702705903柏松比O．44屈服强度(MPa)12．5120390．592．2工况定义在汽车坐标系中，x，Y，z分别为坐标系中三个方向的坐标值(正值为正向，负值为反向)，其中，x正向为汽车行驶反方向，Y正向为汽车右侧，z向为车辆上方。2．3载荷定义在油箱满油的情况、温度在常温下，加速度x，Y，z三个方向要根据车辆所使用工况的最大加速度(并给与一定的安全余量)。3计算结果从计算结果可以看出，材料为Dc03的油箱箍带与螺栓固定的R角处的应力应变Y向不满足

4、设计要求(见图1)。4方案优化为提高油箱箍带的强度，需加强油箱箍带与车架螺栓连接的R角部位，R角处是产生应力集中最大的地方，出于对安全性能及成本的考虑，有如下解决方案，见图2。将箍带材料由低强度钢DC03改为高强度钢H340，鍪霾图1+Y向Y向图2且将箍带宽度加宽且厚度加厚，油箱箍带内侧加强板厚度也改为也由原来的2mm改为2．5mm，宽度由37mm改为蕊蘩戮瓤壤虢鬣·12·内燃机与配件微弧氧化对LD7和LYl6耐热铝合金力学性能影响试验研究宋万成’堇)；孑L凡莉②；张吟②(①海军驻沈阳地区发动机专业军事代表室，沈阳110043；②中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司，沈阳I1004

5、3)摘要：目前，LD7和LYl6两种铝合金材料广泛应用于内燃机领域。为提高LD7和LYl6两种铝合金抗腐蚀能力，生产工艺上普遍采取了增加微弧氧化涂层的方法，但该种工艺对基体材料的力学性能影响还不清楚。通过拉伸试验和高周疲劳试验，摸清了带微弧氧化涂层的LD7和LYl6两种铝合金的力学性能。关键词：铝合金；腐蚀控制；力学性能；试验0引言LD7和LYl6两种铝合金属于耐热铝合金。其成分中含有少量的钛和硅，热处理强化性和工艺性较好，热态下具有较高的可塑性。为增强两种铝合金抗腐蚀能力，采用了外表面增加微弧氧化涂层的工艺，但其对基体材料力学性能的影响还不清楚mq。通过对带微弧氧化涂层的LD7、L

6、Yl6两种铝合金进行力学性能试验，来评定其对铝合金基体材料力学性能的影响。1试验项目对带微弧氧化涂层的LD7、LYl6铝合金分别进行拉伸试验、高周疲劳试验。2试验方法和设备室温条件下(25℃±3℃)的拉伸试验，按GB／rI’228．1—2010《金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法》进行。加温到250℃时的高温拉伸试验，按GB厂r228．2—2015《金属材料拉伸试验第2部分：高温试验方法》进行【3]。高周疲劳试验按GB／rI’3075—2008《金属材料疲劳试验轴向力控制方法》进行【4】。作者简介：宋万成，男，辽宁沈阳人，高级工程师，从事透平机械项目管理。拉伸试验采用AG一250

7、KNE型电子拉伸试验机，高周疲劳试验采用GPSl00型数字化高频疲劳试验机。3试验件制备3．1工艺参数一般，对于纯铝的微弧氧化工艺，一般起弧电压在30V左右，终止电压在60V左右，60V左右的时间连续运行10—20分钟左右。平均电流的选择可以按照0．5A／100cm2的电流计算阁。因LD7、LYl6铝合金含有少量的硅和钛，所以试验件的微弧氧化起弧电压在选择了30V±5V，终止电压在50V±5V，平均电流为0．5A／100cm2。当电压上升到30V±5V时，