專題

利用泡沫鋁隔板的汽車地板輕量化技術(shù)

隨著人們對(duì)汽車品質(zhì)的要求越來越高，降低車內(nèi)噪聲越來越受到人們的重視，其不僅影響乘員的乘坐舒適性，還可能影響汽車廠商市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。汽車行駛過程中，通過地板傳輸?shù)脑肼曊紦?jù)了車內(nèi)噪聲的很大一部分。如何有效避免和控制通過地板傳輸?shù)脑肼?，成為了汽車行業(yè)中的一個(gè)重要難題。單純?cè)黾悠嚨匕搴穸群唾|(zhì)量可以降低噪聲的傳輸，但是這將使汽車的質(zhì)量增加，降低汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性。因此，提出了一種用于汽車地板輕量化的隔板，通過該隔板的使用，能夠在降低地板噪聲傳輸?shù)耐瑫r(shí)，實(shí)現(xiàn)地板的輕量化。

傳統(tǒng)汽車地板采用高強(qiáng)度鋼沖壓成形，而泡沫鋁具有低密度、高比剛度和良好的隔聲性能，但為保證車身地板的強(qiáng)度，不能使用泡沫鋁完全替代原本的高強(qiáng)度鋼。因而，可通過采用降低原本高強(qiáng)度鋼汽車地板的厚度并結(jié)合使用一塊泡沫鋁隔板的方法，這樣在保證汽車地板強(qiáng)度的同時(shí)，可改善汽車地板的隔聲性能，實(shí)現(xiàn)汽車輕量化。應(yīng)用泡沫鋁隔板時(shí)，將汽車地板設(shè)計(jì)為3層結(jié)構(gòu)：上下兩層為高強(qiáng)度鋼板、中間層為泡沫鋁隔板，通過粘接的方式連接。

利用有限元軟件對(duì)所設(shè)計(jì)的汽車地板和傳統(tǒng)高強(qiáng)度鋼汽車地板進(jìn)行強(qiáng)度和聲學(xué)特性分析。建立有限元模型時(shí)，采用三維殼單元。將汽車地板與車架的4個(gè)接觸點(diǎn)設(shè)置為6個(gè)自由度約束，并將座椅質(zhì)量和乘員質(zhì)量以集中質(zhì)量的方式作用在汽車地板的4個(gè)座椅連接點(diǎn)，記錄兩種汽車地板的最大變形量并進(jìn)行對(duì)比。對(duì)比結(jié)果表明，相比于傳統(tǒng)高強(qiáng)度鋼汽車地板，新設(shè)計(jì)的汽車地板隔聲性能顯著改善，最大變形量減小了12%，而汽車地板的質(zhì)量減輕了25%。

Arnaud Duval et al.SAE 2016-01-1851.

編譯：陳丁躍