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玻璃纤维增强塑料汽车前端模块结构设计和工艺优化
| 论文题名： | 玻璃纤维增强塑料汽车前端模块结构设计和工艺优化 |
| 关键词： | 玻璃纤维;增强塑料;汽车前端模块;工艺优化;结构设计 |
| 摘要： | 减轻汽车自身质量是降低燃油消耗及减少排放的最有效措施之一。塑料汽车零部件具有质量轻、吸震性和消声性能好、设计自由度大等优点，在汽车行业得到了广泛应用。其中，塑料前端模块的使用不但能够有效降低整车的质量，而且还可以避免车身前端的焊接误差和累计误差，提升汽车车身前脸外观质量和造型的自由度。另外，塑料前端模块的应用还可以有效降低整车的制造成本和装配难度。因此，研究汽车全塑前端模块的结构设计和注塑成型工艺对汽车塑料零部件的发展和应用具有重要的意义。 本文根据长安C204轿车前端总成结构的尺寸和主要装配关系，结合塑料产品设计的原则及成型工艺，利用CATIA软件建立全塑前端模块的三维几何模型，结合有限元数值模拟，基于 QC/T15-1992汽车塑料制品通用试验标准，对前端模块进行静力学分析和模态分析，并进行结构优化设计。 根据注塑成型工艺设计原则及材料成形工艺特性，设计了前端模块的浇注系统，并利用Moldflow软件对前端模块成形过程可能存在的工艺缺陷进行了工艺分析，重点考察了填充时间、流动前沿温度、气穴、熔接线以及翘曲变形等参数对产品充型流动、翘曲分析的影响规律。采用正交试验和极差分析的方法研究了熔体温度、模具温度、注射时间、保压时间等参数对产品质量（如翘曲变形）的影响，并确定了最佳工艺参数组合。研究结果表明： 1）所设计的塑料前端模块满足装配要求，质量为2.6kg，比原钢质汽车前端总成结构（8.4kg）减重69％，有效降低车身前端的重量； 2）塑料前端模块满足QC/T15-1992汽车塑料制品通用试验性能要求，工况下最大应力值小于许用应力，变形量小于试验性能要求； 3）模态分析显示，塑料前端模块的固有频率达到30.42Hz，满足振动性能试验条件中的振动频率； 4）通过浇注系统优化设计，确定四点进浇的浇注方案及相关参数； 5）正交试验和极差分析所确定的最佳工艺参数组合为：熔体温度235℃、模具温度35℃、注射时间3s、保压时间10s。 |
| 作者： | 王爽 |
| 专业： | 材料加工工程 |
| 导师： | 曹韩学 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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