文档介绍：上海交通大学
硕士学位论文
GMT材料在轿车轻量化设计中的应用
姓名:赵勇
申请学位级别:硕士
专业:车辆工程
指导教师:沈利冰;胡敏
20090401
上海交通大学硕士学位论文
GMT 材料在轿车轻量化设计中的应用
摘要
汽车的轻量化设计直接影响到车辆的安全性和燃油经济性。目前,
轿车轻量化新材料的应用已经成为国内外研究的热点。本文研究 GMT
材料在汽车轻量化的应用方法,并以轿车保险杠缓冲梁和后备胎支架
零件的新材料替换方案为实际应用案例进行了验证。所提出的新材料
设计方案已在汽车企业生产中得到实际应用。
论文具体研究了 GMT 新材料的材料性能、成型工艺及其在汽车零
部件制造过程中的控制方法。论证了 GMT 新材料应用于后备胎支架的
可行性,研究分析了从材料到模具成型过程的零部件加工工艺,最终
将 GMT 材料应用于实际生产中。同时研究了保险杠缓冲梁采用 GMT 新
材料代替传统金属材料的可行性,利用有限元分析方法分析材料替换
后的整车碰撞安全性,最终验证了新方案能够满足碰撞安全法规要求。
本文主要研究工作体现在以下几个方面:
(1)研究分析了 GMT 新材料的材料特性和原材料的生产方法。并
对 GMT 材料应用于零部件生产的工艺过程进行研究,对烘温工序和模
压工序的控制和需要注意的工艺问题进行系统的研究分析。为 GMT 材
料成功地应用于后备胎支架设计和保险杠缓冲梁设计提供了基础。
I
上海交通大学硕士学位论文
(2)研究了 GMT 新材料在后备胎支架种的应用可行性,并对后备
胎支架设计中所采用的 GMT 材料的种类,零件生产过程中所采用的烘
温工艺和模压工艺的控制进行了系统分析。
(3)对有限元方法的碰撞安全分析进行了阐述,建立了保险杠缓
冲梁的有限元模型。并对采用 GMT 材料代替传统金属材料前后缓冲梁
的碰撞安全性按照碰撞法规 ECE R42 和 RCAR 的要求进行了有限元仿真
模拟,最终验证了 GMT 材料在保险杠缓冲梁设计中的可行性。
关键词:GMT,轻量化,缓冲梁,有限元分析
II
上海交通大学硕士学位论文
THE APPLICATION OF GMT MATERIAL IN AUTOMOTIVE
LIGHT-WEIGHT DESIGN
ABSTRACT
Automotive lightweight structure design and automotive passive
safety e more and more concerned all over the world. Automotive
Materials are the basis of automotive design petition, the
development of automobile technology depends on the development of new
materials. In recent years, aluminum alloy, high strength steel, synthetic
plastic, composite materials and ceramics are used more and more widely
in the automotive industry. In this paper, based on the lightweight structure
design and automotive passive safety, the manufacture process of GMT
part and the application of GMT material on bumper beam design are
discussed.
First, the paper presents some basic ideas, applications and
development in lightweight structure, new materials and automotive
passive safety. Then the performance of GMT material is researched and
some work about manufacture process and molding method is done. At las