乘用车铝合金副车架低压铸造模具设计开题报告

1. 研究目的与意义

目前，铝合金由于其优异的铸造性、耐腐蚀性以及高的强度重量比而广泛应用于工业生产中。铝合 金低压铸造是指铝合金溶液在较低压力下进行低压底注，使铝合金溶液沿升液管快速升液至浇口，之后 再进行恒流平稳充型。充型完成后进行保压处理以减少缩孔，再进行冷却凝固，后进行卸压，将铸件顶 出[1]。低压铸造技术被认为是近净成形技术，并且非常适合于生产复杂形状和薄壁的铝合金铸件。铝合 金低压铸造应用广泛，铝液充型平稳、表面平整光滑、综合力学性能和成型性较好、金属利用率高、节 省成本、设备简单、容易实现自动化生产。

铝合金替代钢材是汽车底盘结构件轻量化常用的方式。铝合金较传统钢材密度小、比强度高,并且成形方式更为多样化,是目前最理想的轻量化材料之一。铸造技术越来越多地用于成形汽车结构件,而低压铸造技术作为一种近净成形技术,成形的铸件具有缺陷相对较少、组织致密度高、成本相对较低等优点。本文以低压铸造铝合金副车架为研究对象,基于某款轿车上采用的冲压焊接钢制副车架,进行产品拓扑优化与结构设计,并进行了结构性能分析、铸造工艺设计、铸造过程数值仿真、铸造工艺优化的研究,主要研究内容如下:

(1)基于材料替代的设计方法,对原有的钢制副车架进行了结构再设计。综合考虑车身结构、悬架系统、转向系统、动力总成及其附件等系统的布置以及副车架的安装点等因素,进行副车架的布置空间设计,确保设计出的副车架布置空间与车辆其他系统不发生干涉。在此基础上运用optistruct对布置空间进行拓扑优化,综合考虑拓扑优化的结果以及铸造工艺要求,进行铝合金副车架结构设计。对设计完成的铝合金副车架结构进行性能分析,包括静力学分析和模态分析,分析铝合金副车架结构的刚度和强度是否满足使用要求,振动频率是否合理。

2. 研究内容和问题

铝合金替代钢材是汽车底盘结构件轻量化常用的方式。铝合金较传统钢材密度小、比强度高，并且成形方式更为多样化，是目前最理想的轻量化材料之一。铸造技术越来越多地用于成形汽车结构件，而低压铸造技术作为一种近净成形技术，成形的铸件具有缺陷相对较少、组织致密度高、成本相对较低等优点。主要研究内容如下：

（1）对副车架进行结构设计。综合考虑车身结构、悬架系统、转向系统、动力总成及其附件等系统的布置以及副车架的安装点等因素，进行副车架的布置空间设计，确保设计出的副车架布置空间与车辆其他系统不发生干涉。考虑拓铸造工艺要求，进行铝合金副车架结构设计。对设计完成的铝合金副车架结构进行性能分析，分析铝合金副车架结构的刚度和强度是否满足使用要求，振动频率是否合理。

3. 设计方案和技术路线

4. 研究的条件和基础

毕业设计中所用仪器设备、计算机等软硬件条件具备。

本人具备相关专业知识；相关设计资料齐备。所以，具有较好的工作条件和基础。