节能车车身优化设计

Science Technology visi科技探素争鸣科技视界高校科技节能车车身优化设计张建昌郑端曹昭良朱黎翔左亚湖北汽车工业学院汽车工程系,湖北十堰442002)【摘要】本文以 Honda中囯节能车竟技大赛为背景,在满足大赛方规则的前提下,对车身进行综合分析和优化,从车身选材,迎风面积,风系数入手。通过模拟风泂试验,确定其模型形状及尺寸。来配合其他部分已达到整车性能的全面提高【关键词】节能车;车身;优化Optimization Design of the automobile body of the Energy-saving CarZHANG Jian-chang ZHENG Duan CAO Zhao-liang ZHU Li-xiang zoU Ya-yun(Dept of Automotive Engineering, Hubei Automotive Industries Institute, Shiyan Hubei 442002, China)[Abstract ]This text is on the background of China'ECO-CAR Racing. On the premise of the racing rule, to analysis and optimize the body fromthe material, frontal area drag coefficient. By simulation the wind tunnel experiment to ensure the shape and size of the model and improve the vehicleby cooperate other parts.(Key words ]Fuel-efficient cars; Bodywork; Optimization1项目背景表1半包与全包的风阻对比节能竞技大赛,是使用Homd低油耗摩托车的4冲程发动机选车身形式风阻系数cd迎风面积Am)手们根据自己的想法动手设计、制作赛车,创造出表达环保主题的车全包0.320352身,限用1升汽油行驶更远的距离,并最大限度地降低废气排放,是挑战节能极限的一项竞技赛事。人们不仅可以感受到“创造”与“交流”的半包乐趣,同时还可以体会到“低油耗,少减排就是环保”我校于2010年开始参加节能车大赛以来,成绩保持良好,特别是另知全包时整车重90kg,半包车重896kg,由以下公式,比较全包012年第六届大赛上以635226kmL的成绩力压众多高校获得全国车身相对于半包车身的节油率:第三。车身的方式也由半包式逐渐发展到全包式,各项参数指标稳步△Ω=△o+△o式中Δω是指由质量引起的节油率,△ω是指由车身引起的节油2提升车身性能的思路2=(90-896)89.6*1000.7%顾名思义节能车大赛无非是节能环保,要做到节能就必须降低油(0.0325-0.050.05*100*0.7%耗,所以车身的质量和风阻系数就尤为重要。既要质量轻又要满足刚=24.4%度和强度的需求又要有可塑性,这样的车身材料就是我们节能车车身算出全包比半包节油244%。因此,选用全包结构。选。在材料满足的条件下要做的就是设计出拥有完美曲线的车身3.3确定车身外形研究表明,当一辆轿车以80km/h的时速前进时,有60%的耗油形状。用来克服风阻的。在时速200kmh以上时,空气阻力几乎占所有行车3优化车身要进行的工作阻力的85%。即使风阻系数只相差0.01,也会给油耗带来明显的变化而一旦风阻系数降低10%,那么燃油的消耗量至少可以节省7%3.1确定制作基本流程作用在汽车上的空气力有三种:空气阻力、升力、侧向力。作用在1:打印1:1图纸汽车上的力矩也有三种:纵倾力矩、侧向力矩、横摆力矩。这些力和力2:切割相应的木板矩称之为空气动力六分力3:按序号连接木板构建空间框架4:通过AB胶及石膏将与木板相互位置固定5:用部分泡沫填充空间框架6:在泡沫的表面添加石膏,用石膏来塑性7:制作并打磨石膏车身曲面8:在打磨好的车身曲面上涂腻子粉,原子灰和脱模蜡9:在石膏模型表面铺玻璃钢10:将制作处理好的玻璃钢内表面整理清洁I1:在玻璃钢车身的内表面涂抹原子灰,脱模蜡12:用真空灌注的方法在玻璃钢的内表面铺碳纤维3:对碳纤维表面进行打磨,开窗户14:对有机玻璃进行软化处理,制作满足形状要求的窗户15:碳纤维车身表面喷漆16:制作车身内部相关内饰3.2确定车身形态车身形态分为半包式和全包式,其中全包式制作较为复杂,但整体效果突出车身形式选用方面主要由风阻系数Cd和迎风面积A决图1空气动力六分力定。资料显示,Cd*A每减小1%,油耗降低0.7%;车重每减小1%,油耗汽车空气动力特性对经济性的影响可降0.7%。汽车上的总阻力由气动阻力和滚动阻力组成中国煤化工指导教师:王金虎CNMHG158科技视界 Science& Technology VisionScience Technology visi高校科技科技视界科技探索争鸣T=pAu Cp+2(Gr-LFfF+2(GR-LRIfN以上,比模量为金属的5倍以上。由于这个优点,其复合材料可广泛应用于航空航天、汽车工业、运动器材等由此可知,当车速为(60-80)km/h时气动阻力与滚动阻力相当(2)热膨胀系数小当车速为160kmh后,气动阻力是滚动阻力的2-3倍绝大多数碳纤维本身的热膨胀系数,室内为负数(-05~1.6)×10因此我们的车身其风阻对于整车的影响非常重要,下面就是我6/K,在200-400℃时为零,在小于1000时为1.5×10-6/。由它制成们有CATA优化的疾风2013的车身模型。的复合材料膨胀系数自然比较稳定,可作为标准衡器具(3)导热性好通常无机和有机材料的导热性均较差,但碳纤维的导热性接近于钢铁。利用这一优点可作为太阳能集热器材料、传热均匀的导热壳体(4)耐化学腐蚀性好从碳纤维的成分可以看出,它几乎是纯碳,而碳又是最稳定的元素之一。它除对强氧化酸以外,对酸、碱和有机化学药品都很稳定,可以制成各种各样的化学防腐制品。我国已从事这方面的应用研究,随着今后碳纤维的价格不断降低,其应用范围会越来越广)耐磨性好碳纤维与金属对磨时,很少磨损,用碳纤维来取代石棉制成高级日19明日自自上阻BQm的摩檫材料,已作为飞机和汽车的刹车片材料。(6)耐高温性能好图2车身三维模型碳纤维在400℃以下性能非常稳定,甚至在1000℃时仍无太大变化。复合材料耐高温性能主要取决于基体的耐热性,树脂基复合材料此车型是在疾风2012的基础上进行冉优化得出的成果,整体造其长期耐热性只达300℃左右,陶瓷基、碳基和金属基的复合材料耐高型接近水滴形状,风阻极小,而且与保时捷91同出一辙,及其炫酷温性能可与碳纤维本身匹配。因此碳纤维复合材料作为耐高温材料广其迎风面积只有03平米,且风阻系数和静压系数也通过 Ansys泛用于航空航天工业。模拟风洞进行了分析。(7)突出的阻尼与优良的透声纳ANSYS利用这二种特点可作为潜艇的结构材料,如潜艇的声纳导流罩(8)高X射线透射率发挥此特点已经在医疗器材中得到应用(9)疲劳强度高碳纤维的结构稳定,制成的复合材料,经应力疲劳数百万次的循环试验后,其强度保留率仍有60%,而钢材为40%,铝材为30%,而玻璃钢则只有20%-25%因此设计制品所取的安全系数,碳纤维复合材料为最低Asm如35制作模型我们的车身要保证外形尺寸的一致性,因此对模型的要求非常苛图3(a)风阻系数(cd)刻,在做模型之前一定要确定拔模角度。首先要用石膏制作出和所建利用软件计算风阻与阶数有关,阶数越高数值就越真实越稳定模型一直的石膏凸模,再在凸模的基础上用玻璃纤维做出凹模因此我们在100阶取值。ANSYS FLLENT 121时图4制作完成的凸模图5制作完成的凹模图3(b)静压系模型的好坏直接影响到车身的成败,如果模型制作不仔细,那么3.4确定车身材料整个车身的制作都会前功尽弃。根据经验积累和参数对比,我们选出最适合制作节能车车身的材36车身制作应用在航空航天以及新能源领域,下面就对碳纤维材料进行全方面分维车身厂。完之后,模型制作就基本完成了接下来就是制作碳纤料——碳纤维。碳纤维作为21世纪最高端的新型可塑性材料官费的首先要在模型上均匀的涂抹一层脱模剂,然后把碳纤维布扑在模碳纤维的特性型上,接着涂刷或浇注调好比例的环氧树脂(树脂与固化剂的质量比碳纤维是高级复合材料的增强材料,具有轻质、高强、高模、耐化例为10030),然后将制作好的真空袋密封在凹模上,注意一定要密学腐蚀、热膨胀系数小等一系列优点,归纳如下:封,排好真空管连接真空泵,最后打开真空泵电源进行“抽脂”行动,待(1)轻质、高强度、高模量树脂半固化状态就可碳纤维的密度是1.6-25gcm,碳纤维拉伸强度在22GPa以上。后再进行修整,车身雏中国煤化工晚模了,脱模因此,具有高的比强度和比模量,它比绝大多数金属的比强度高7倍37开窗CNMHGScience& Technology vision科技视界159Science Technology visi科技探素争鸣科技视界高校科技节能车内部空间较小,视野对于车手非常重要,可以说车窗是为4展望车手量身定制的,确定其大小的时候要车身坐在车里,满足车手的最大视野画出边界,然后进行优化我希望在技术条件允许的情况下将车身做成单体壳式,车身和车3.8喷漆架一体,这样就避免了配合误差的问题,还可以将上车身做成“剪刀喷漆是画龙点睛的一步,吸不吸引眼球就看喷漆了,车身的脸面门的形式,让车手能自己轻松进出全由这一步体现参考文献[1]李增刚 ADAMS人门详解与实例M北京:国防工业出版社,2007[2]余志生汽车理论M北京:机械工业出版社,000[3]何耀华杨灿王桂姣基于 ADAMS的节能车模态分析机天津汽车,200812[4]王羽李陆山顾方挑战一升环保一生:记200年第3届 Honda中国节能处化车史学览竞技大赛Z小[5]雷磊节能经济车研发技术的研究[D西安:长安大学008[6]陈家瑞汽车构造[M4版北京:人民交通出版社,2003[责任编辑:汤静图6最后阶段效果图(上接第113页)全站仪平距方位校核立柱的方法简单方便快人操作即可,可以和本标段其他部位同时进行测量作业且经验参考文献节一大难题,更有效的排除了高大跨现浇梁施工过程中的重大安全隐公路2m工钢管贝雷梁柱式支架在高墩大跨现浇箱梁施工中的运用校核精确度完全满足规范要求,不仅解决立柱施工过程中垂直度调[1崔昌洪,韦健患,利用钢管柱和贝雷片做现浇支架,安全可靠施工质量能得到充分[2]唐林现浇连续梁贝雷梁柱式支架法施工技山西建筑,2010(7证施工速度快,大大减少了人员和支架的投入,经济效益明显,有[3]符运超谈贝雷梁柱式支架监测施工工艺山西速筑.0123)效的保证了施工进度的顺利推进,为本标段创造的间接价值不可估[责任编辑:孙珊珊]上接第120页)力留活动空间,建议使用紧线钳和辅助安全绳配合电杆及其他通信电杆、电缆的影响,及时与相关管理单位联系配合,以使用,每次动车前要检查加固三角木和加固绳索(三角木用扒钉钉牢免造成停工、延误工期47做好应急预案措施,防止机械故障的发生44T型梁预制吊环要冷弯,并一次到位45吊车伸腿着力位置的支撑墩要搭设稳定牢固。如在桥台墩上,要5结束语钢管架,钢管架支墩必须相互联结固定,使用枕木垛在路肩上搭综上所述,在施工计划紧张,施工任务及施工工期紧的情况下,按设支墩时,顺线路方向的尽量使用长枕木,短枕木头长度不得少于08方法三施工,预计每个棚洞施工可控制在2至3个月,从基础施工到米,枕木间用扒钉和木楔子加固,确保伸腿着力稳定。支撑墩搭设的位T型梁吊装的施工过程中大大提高工效,减少施工慢行对列车正常运置要充分考虑到吊车伸腿间距和纵向间跗行的干扰46加强与车务、供电、电务等相关部门单位的联系,团结协作,密刃配合是按时完成任务的关键。棚洞基础、立柱在施工中受接触网线[责任编辑:曹明明]上接第127页〕教师心理负担过重。最后,学校要设立合理的考核体正确的态度看待外界压力,培养善于调控自我心理的能力,重视对师系,给教师相对宽松的环境。通过多方努力,缓解教师压力,使师德水德的自我培养与提升,增强自己的社会责任感和历史使命感。同时严平得到提高。格抵制不良价值观影响,树立正确的价值观。第二,建立健全监督管理机制,健全立法规范。实施教师资格证定期审查制度,依照师德标准、国家有关法律、法规,加大对教师资格监督的力度,对不符合师德标准的教师做出严肃的出来,建立健全师德十年树木,百年树人。¨师德建设是教育的根本,特別在新形势下,考核一票否决制提高考核标准,并在教师资格定期注册、职务(职称)教育有了新的变化,而师德却出现了种种问题,这就更需要我们重视师评审、岗位聘用、评优奖励和特级教师评选等环节实行一票否决德问题,以恰当的措施去解决师德问题共同撑起明天的希望4.2高校层面师范院校应该为用人单位和社会培养师德高尚的教师资源,提高【参考文献】培养水平,严把新教师师德素质培养关。一方面,改进完善现有的培养[1侯贵宝新时期教师职业道德的内涵与重建印教育与职业,2005方案,从而引导师范生正确培养师德,真正培养出有知识有能力有素[2]廖其发论改革我国师范院校德育的基本对策J河北师范大学学报,2013.15养有高尚师德的未来教师;另一方面,要建立健全与用人单位的联系(5):59机制,关注教师的师德践行情况,并根据实际情况及时对师范生的师[3]中华人民共和国国家教委人事司编教师职业道德6版M北京:新华出版德培养方案作出调整。中国煤化工4.3教师和在校师范生层面教师应该良好控制个人的负面情绪,学会自我解压。同时应该用ICNMHG肩辑:薛俊歌]160|科技视界 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