某型渣土车轻量化车厢结构设计开题报告
2020-04-21 16:12:13
1. 研究目的与意义（文献综述）
在经济高速发展、资源短缺、能源危机和环境保护的多重压力下，人们对汽车的能耗、操纵性能和成本提出了更高的要求。有研究表明，汽车车身约占汽车总质量的30％，空载情况下约70％的油耗用在车身质量上，汽车车重每减轻10％可节省燃油3％～7％[1，2]。车辆每减轻自重2.25kg，可减少废气排放20kg[3]。由于汽车的轻量化，汽车的操控稳定性和冲撞安全性得到了提升，也降低了材料的使用量，节约资源，降低材料采购成本。渣土车是自卸车改装而来的重型卡车，车厢质量占整车质量的比重较大，据中华人民共和国国家统计局2017统计年鉴统计，截止2016年，我国重型卡车保有量约为62万辆[4]。若对渣土车车厢进行轻量化结构设计，使用质量更轻、强度和抗腐蚀性更高、易于加工的轻量化材料，将在汽车操纵性、减缓能源消耗、减少尾气排放、对于环境的保护、现节能减排等方面有重大意义。
实现轻量化主要通过优化材料和新的结构设计两种方法。国内当前高强度钢在重型渣土车车厢上的应用处于起步阶段[5]，传统渣土车车厢一般选用Q235或Q345钢板，屈服强度相对较低，车厢质量较大。孙凌玉等人在板厚计算上着重研究，在保证车厢使用性能的前提下减少材料厚度来达到轻量化的目的[6]；东北大学轧钢技术及连轧自动化国家重点实验室开发了屈服强度为600Mpa的超高强度车厢板，代替了传统的Q345板材，实现减重20%左右[7]。车辆的轻量化在国外也得到了相当大的重视，汽车制造大国日本也提出了“以克为单位减轻汽车质量”的设计理念[8]。
2. 研究的基本内容与方案
本文针对材料和车厢结构提出了轻量化优化方案：材料方面采用高强度钢代替传统q345钢板，降低传统渣土车车厢各零件的厚度；结构方面由原矩形车厢结构更换为u形车厢结构，使其在符合动、静力学强度要求下达到质量最轻化。目标在车厢承载能力不变的情况下，车厢相对于传统车厢减重，起到节能减排的作用。
研究（设计）基本内容：
1.渣土车轻量化车厢结构设计和材料选择
3. 研究计划与安排
| 周次(时间) | 工作内容 |
| 第1周 | 方案构思、文献检索、整理国内外研究现状、确定选题目标、意义和研究方案，完成开题报告 |
| 第2~3周 | 外文翻译、完善开题报告、完成论文摘要、引言、国内外研究现状和本研究方案介绍部分、完成本型渣土车车厢前挡板、后挡板、侧板的参数及各部件结构组成的介绍 |
| 第4~6周 | 完成高强度钢材料下车厢各部件的等强度厚度计算、设计U型车厢尺寸、完成车厢各部件三维建模和装配、车厢有限元建模、三种工况下的应力分析 |
| 第7~9周 | 完善建模和有限元分析的图像、完成论文设计计算、数据分析和结论部分、预答辩 |
| 第10~12周 | 图纸及设计计算说明书整理、资料袋整理，答辩资格审查 |
| 第13周 | 提出答辩申请，并作答辩准备；教师审阅图纸、说明书 |
| 第14~15周 | 参加答辩、推荐省优 |
4. 参考文献（12篇以上）
[1].康永林, 汽车轻量化先进高强钢与节能减排. 钢铁, 2008(06): 第1-7页.
[2].王利, 杨雄飞与陆匠心, 汽车轻量化用高强度钢板的发展. 钢铁, 2006. 41(9): 第1-8页.
[3].项胜前等, 高精度高耐蚀性汽车铝合金厢体型材的研制与应用. 轻合金加工技术, 2017. 45(7): 第50-54页.
