仪表板横梁总成的轻量化设计
【技术帖】镁合金汽车仪表板横梁轻量化设计与性能分析
【技术帖】镁合金汽车仪表板横梁轻量化设计与性能分析摘要：为实现汽车轻量化，对钢制仪表板横梁骨架总成进行了镁合金替代设计。
依据镁合金材料和工艺特性，设计合理的仪表板横梁结构和连接工艺；建立仿真分析模型，对比分析钢制和镁合金仪表板横梁的NVH、变形量和碰撞入侵量。
此外，对镁合金CCB进行零部件NVH、碰撞安全性能验证。
结果表明，镁合金替代钢制仪表板横梁在实现减重4.4kg的轻量化效果的同时，整体的模态、碰撞安全以及可制造型均能满足企业技术要求。
关键词：仪表板横梁镁合金轻量化性能分析1 前言乘用汽车仪表板横梁总成（Cross Car Beam，CCB）支撑娱乐主机、抬头显示、空调出风口、各种控制面板等人机交互界面控制所需的设备和装饰件，并与安全气囊等其他安全零部件一起构成汽车安全防护系统和保护车内乘员的结构件，其强度和刚度是CCB 安全性能的首要指标[1]。
图1 是某车型的CCB 结构，主要由主横梁和安装支架、HUD 支架、BCM 支架、PAB 支架、空调支架、手套箱支架等组合而成。
由于CCB 直接与车身连接，承受并传递支撑和连接的零部件的载荷，直接影响整车的工程设计、驾驶性、舒适性和安全性[2，3]。
CCB 设计不当或性能不满足整车要求，将会引发方向盘、转向管柱的颤振，从而导致乘员舱NVH（Noise，Vibration，Harshness）性能变差，如方向盘的怠速抖动和汽车在匀速行驶时仪表板总成里面的振动异响等质量问题，影响汽车的驾驶舒适性[4]。
此外，随着环保和新能源汽车对车型轻量化设计的要求越来越高，要开发出既能满足各方面性能要求，质量又最轻的CCB 结构，成为整车轻量化设计面临的挑战。
图1 仪表板横梁典型结构传统汽车CCB 通常采用钢管或钢板冲压件组合焊接工艺，此类钢制CCB 的组成零件数量多，焊接组装工艺和程序复杂，不利于尺寸精度和稳定性的控制，并且整体重量平均在7kg 以上，不符合轻量化设计理念[5]。
【设计】浅谈CCB（仪表板横梁）设计
【设计】浅谈CCB（仪表板横梁）设计
什么是CCB
打开车门，进入车内，首先进入视线的是前方的仪表面板，有的科技感十足，有的则前卫时尚。
在各式各样的仪表板下面，都隐藏着一种支撑结构---仪表板横梁，即CCB （Car Cross Beam）。
汽车仪表面板
CCB主要用于支撑人机界面控制设备及装饰件，同时与其它安全结构共同构成安全系统。
其结构形式简单，主要包括管梁，侧端支架，管柱固定支架总成，下支脚以及附属支架等。
仪表板横梁安装在驾驶室前端，隐藏在仪表板下方，用于固定仪表板及其附属件；因此通常会把CCB作为汽车内外饰的一部分进行开发。
同时，CCB多为金属结构，横跨车身左右两侧，对整个驾驶室有加强作用，而且PAB （Passenger Air Bag）等结构也安装在上面，对其强度有一定要求；所以，CCB同时作为一种结构承载件进行设计。
CCB作为前端仪表面板下的支撑件，担当着安装及安全支撑的重要责任。
仪表板下的CCB结构
CCB的种类
CCB虽然整体结构简单，但由于不同车型空间布置及内饰风格不同，其结构设计也各有差异。
按照材质可以分为金属类、非金属类；其中金属类又可以分为钢制和非钢制。
传统CCB结构以钢制材料居多，采用钢管梁和冲压件拼焊，成本低，但材料密度大，不利于轻量化设计；非钢制金属CCB结构常用材料有铝合金、镁铝合金等，采用挤压和压铸成型，其结构密度小，质量轻，但成本较高；而非金属类，多采用聚合材料与金属搭配形式，进一步提升性能与轻量化水平。
挤压镁合金汽车仪表板横梁骨架的设计与分析
刖 舌
压件和冲压件焊接而成的仪表板横梁骨架总成设计 方案 ， 该结 构在 满足 模 态和碰 撞 安全 要求 的基础 上 ，
可 以实现 汽车 部件 轻量 化 的 目的 。
目 ， 前 镁合金仪表板横梁 主要 通过铸造的生产
方 式 获得 。文 献 ［ ］ １ 中介绍 了铸造 镁 合 金在 通 用 Ｇ —
Ｇａｏ Ｙｕ ｎｋａ ，Ｌｉ ｉｉ ｉ ｕ Ｈａ ｌ ，Ｗ ａ ｎ ｈ ＆ Ｇａ ｎ Ｄａ ｇｓ ｕｉ ｏ Ｄｏｎ ｇ
１ Ｃ ｌｇ ｕｏ ｏｉ ｎ ｉ ｅｉ ． ｏｌ ｅｆＡ ｔｍ ｔｅＥ ｇｎ ｒ ｇ，ｒｎ￣ Ｕ ｉ ｒｔ，Ｓａ ｇ ａ ２ １ ０ ｅ ｏ ｖ ｅ ｎ ｏｇ ｎｖ ｓｙ ｈ ｎｈ ｉ ０ ８４； ２Ｓ Ｉ ｔｒ Ｓ ａ ｇａ ２ １０ ｅ ｉ ．Ａ ＣＭｏ ， ｈ ｎ ｈ ｉ ０ ８ ４ ｏ
钢制仪表板横梁骨架总成为左 、 右侧支架 ， 向 转 管柱支架 ， 空气囊 （ Ａ ） Ｐ Ｂ 支架 ， 空调 （ Ｖ Ｃ 支架 ， ＨＡ ） 驾驶员侧支架 ， 副驾驶员侧支架 ， 收音机支架 ， 中控 台（ Ｎ Ｌ 支架 ， Ｃ Ｓ） 安装影音系统的中问支架和仪表板 固定支架等 １ 个支架焊接在仪表板横梁上的结构 ， １ 如图 １ 所示。各支架主要由不同厚度的钢板冲压而 成 ， 厚度 如表 １ 示 。 其 所
．
ｍｅ ｔ ｈ ｅ ｕｉｅ ｎ ｓｏ ｉｈ ｗｅｇ ｔ ｅｓ ｔ ｅ ｒ ｑ ｒ ｍｅ ｔ ｎ ｌｇ ｔ ｉ ｈ ｉ ｎｇ，ｍｏ ｌｂ ｈ ｖ ｏ ｄａ ｅ ａ ｉｒ，ｃ ａ ｈ ｓ ｆｔ ｎ ｎ ｆ ｃｕ ａ ｉ ｔ ｆＣＣＢ． ｒ ｓ ａ ｅｙ ａ ｄ ｍａ ｕ ａ ｔ ｒ ｂｌ ｙ ｏ ｉ Ｋｅ ｙｗｏ ｄ ｒ ｓ：ＣＣＢ ；ｅ ｔ ｕｄｅ ａ ｎｅ ｉｍ ｌ ｘｒ ｄ ｍ ｇ ｓｕ ａｌ ｏｙ；ｓ ｓｉｕ ｉ ｎ ｄｅ ｉ ｎ ｕｂ ｔｔ ｔｏ ｓｇ
仪表板横梁的分析方法及过程
图 7 左侧定位销
由 8 个短的和 4 个长的两种型号组成。其中与地板 连接采用 3 个 M8 短螺栓；与 A 柱侧围连接左右各 采用 2 个 M8 短螺栓与前围板的连接采用 4 个 M8 长螺栓和 1 个 M8 短螺栓。与螺栓相配合的是支架 背面焊有 8 个相同焊接方螺母，与侧围相关连接螺 栓采用直接铆进侧围支架上，如图 8~10 所示。
轻型汽车技术 2010（5/ 6）总 249/ 250
CO2保护焊
图 12 CO2 保护焊示意图
图 11 横梁总成某状态分析振形示意图
６ 工艺及装配分析
6.1 焊接方式 在车身焊接中，点焊、凸焊、气体保护焊、钎焊应 用较多。一般仪表板横梁总成的焊接方式主要以采 用 CO2 保护焊为主，而样车仪表板横梁总成也同样 采用 CO2 保护焊为主（图 12），支架上的紧固件如 焊接螺母和焊接螺栓采用螺柱焊（图 13）。 6.2 成型工艺 仪表横梁总成的管梁和各支架主要采用折弯和 冲压工艺。 6.3 涂装工艺 样车仪表板横梁总成涂装工序有两种可能，一 是当横梁总成的加工与白车身生产线在同一地点 时，仪表板横梁总成装在车身上，与白车身一起进行 涂装；二是当仪表板系统作为一模块由供应商提供 时，则由供应商进行涂装并装配仪表板系统。 6.4 装配过程（在整车中）
螺柱焊
图 13 螺柱焊示意图
根据样车仪表板装置拆解的过程可以分析得 出，该仪表板装置基本作为一个模块安装到车身的 前围、A 柱及地板上。装配顺序见图 14。
图 14 仪表板横梁及仪表板系统的装配简化图
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技术纵横 13
７总结
在近年来的仪表板设计中，仪表板系统的模块 化设计和一体式安装是我们需不断探索的方向。在 项目的前期准备工作中，我们通过对仪表板横梁总 成的综合分析，获得了仪表板横梁总成的测量数据 （包括间隙平齐度、轮廓尺寸、孔位尺寸、重量、材料 厚度等）、材料成分、性能、安装结构、点云、主截面、 3D 数据、CAE 分析、工艺装配等一系列数据，利用 这些数据及其它车型数据，指导后续结构优化设计。 作为设计人员，仪表横梁总成的结构、安装、定位、装 配、工艺及系统边界是分析工作的重点，也是新项目 设计的参考依据。例如获得仪表板点云数据，根据点
镁合金汽车仪表台半横梁设计优化
7610.16638/ki.1671-7988.2019.12.026镁合金汽车仪表台半横梁设计优化温艳清（上海蔚来汽车有限公司，上海 201804）摘 要：汽车轻量化作为当今最热门的汽车技术之一，越来越被国内外的整车厂及零部件厂所重视。
文章研究了汽车仪表板横梁总的轻量化设计。
通过产品设计优化及材料优化将仪表台横梁的结构质量由传统的10kg 左右，降低到约3.1kg ，质量减轻了约 70%，且优化后的结构在子系统模态、转向管柱静强度等性能均满足设计要求。
关键词：仪表台横梁；镁合金中图分类号：U462.1 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2019)12-76-04Half Cross Car Beam Design Improvement For MagnesiumWen Yanqing（Shanghai Nio company Ltd, Shanghai 201804）Abstract: Automobile lightweight as one of today's most popular car technology, becomes more and more important for the domestic and foreign OEMS and supplier. In this paper, study some lightweight methods for the cross car beam component. For this project CCB, adopt the optimized geometry and replaced material, then the Mass of the CCB reduce from the traditional almost 10 kg to the 3.1 kg, the mass of the reduced almost is70%, and also the modal properties, steering column static strength still meet the target requirements. Keywords: Cross Car Beam; MagnesiumCLC NO.: U462.1 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2019)12-76-04引言汽车仪表板横梁（Cross Car Beam ，下简称CCB ）根据其材料和结构类型大致可分为：钣金焊接型，铝合金塑料混合型，镁铝合金压铸型。
项目研发中基于轻量化的仪表板横梁参数优化分析
工业工程设计Industrial E ngineering Design 项目研发中基于轻量化的仪表板横梁参数优化分析Parameter Optimization Analysis of Dashboard Beam Based on Lightweightin the Project Research and Development韩晓玉(上海汽车商用车技术中心，上海200438)HAN Xiao-yu(SAIC Motor Commercial Vehicle Technology Center,Shanghai200438,China)【摘要】近年来，国内汽车工业迎来了快速发展期，国内汽车保有量稳步增长。
然而，由此带来的能源消耗及环境保护等问题则日益紧张，这必将阻碍国内汽车工业的可持续发展。
汽车轻量化技术作为汽车降低能耗、减少排放的有效措施，已经成为汽车工业发展过程中的一项关键性研究课题，而轻量化也成为国内外各汽车厂商的核心竞争技术之一。
前期设计研发中参数化分析的介入，给仪表板横梁轻量化提供了可能。
论文中使用ANSA前处理软件，分析仪表板横梁在整个系统中的一阶固有频率，找到支架上的薄弱环节后进行结构改进和分析。
如此反复叠加优化分析，最终在满足性能要求的前提下实现了减重优化。
[Abstract]In recent years,the domestic automobile industry ushered in the rapid development,it has been a steady rise in domestic car ownership.But the resulting problems of energy consumption and environmental protection is increasingly strained,this will hinder the sustainable development of domestic automobile industry.As an effective measure to reduce energy consumption and emissions,automobile lightweight technology has become a key research topic in the development process of a utomobile industry,the lightweight car manufactures at home and abroad have become the one of t he core competitive technology.The intervention of p arametric analysis in early design,research and development provides the possibility for the light quantization of the cross car beam.In this paper,ANSA preprocessing software is used to analyze the first order natural frequency of the panel beam in the whole system,and structural improvement and analysis are carried out after finding the weak links on the bracket.Finally,the weight reduction optimization is realized on the premise of satisfying the performance requirements.【关键词】仪表板横梁；参数优化;轻量化；有限元;拓扑优化[Keywords Jpanel beam;parameter optimization;lightweight;finite element;topology optimization【中图分类号]U4163.83*7【文献标志码】B【文章编号11007-9467(20⑼05-0115-03[DOI]10.13616/ki.gcjsysj.2019.05.2521引言汽车仪表板横梁(CCB)是汽车结构中的一个十分重要的部分，担负着仪表板总成、空调系统、转向系和安全气囊等重要子系统，并为很多与控制相关的电子模块提供安装接口。
项目研发中基于轻量化的仪表板横梁参数优化分析
车辆工程技术112工程技术1 引言 近年来，国内汽车工业迎来了快速发展期，国内汽车保有量稳步增长。
然而，由此带来的能源消耗及环境保护等问题则日益紧张，这必将阻碍国内汽车工业的可持续发展。
汽车轻量化技术作为汽车降低能耗、减少排放的有效措施，已经成为汽车工业发展过程中的一项关键性研究课题，而轻量化也成为国内外各汽车厂商的核心竞争技术之一。
前期设计研发中参数化分析的介入，给仪表板横梁轻量化提供了可能。
汽车仪表板横梁（CCB）是汽车结构中的一个十分重要的部分，担负着仪表板总成、空调系统、转向系和安全气囊等重要子系统，并为很多与控制相关的电子模块提供安装接口。
CCB的设计质量会直接影响汽车的NVH（Noise噪声、Vibration振动和Harshness声振粗糙度）性能，如方向盘的怠速抖动和汽车在匀速行驶时仪表板总成里面的振动异响等。
此外，随着对汽车轻量化的要求越来越高，要开发出既能满足各方面性能要求，质量又较轻的结构，成为设计工程师正在面临的挑战。
2 CCBCAE性能分析2.1 CCB分析与设计流程 本项目使用ANSA前处理软件，首先，将仪表板横梁安装整车位置进行约束，然后，分析仪表板横梁在整个系统中的一阶固有频率，找到支架上的薄弱环节后进行结构改进，再分析。
如此反复叠加优化分析，最终在满足性能要求的前提下减重优化，得到最优结果。
2.2 CCB约束及性能定义 此项目CCB采用侧面滑槽定位，前后X向安装，与前车围、前地板共有10个定义约束。
每个安装点以及同一安装点不同方向的刚度对系统刚度的贡献量都不一样，对贡献量大的需要在设计之初有充分的认识，便于针对性地采取有效结构形式满足安装刚度要求。
方向盘的模态及刚度作为仪表板横梁主要的性能考核指标，贯穿仪表板研发的整个阶段。
该性能指标直接反映驾驶员可感知的方向盘抖动和碰撞过程中方向盘的侵入变形量。
另外，CCB整体一阶模态直接影响乘员对仪表板总成的直观共振感知，也是前期研发轻量化中保证的性能指标。
汽车仪表板横梁设计规范
汽车仪表板横梁设计规范仪表板横梁设计规范仪表板横梁设计规范1 范围本标准规定了仪表板横梁的设计要点。
本标准适⽤于轿车、SUV等车型的设计。
2 规范性引⽤⽂件下列⽂件对于本⽂件的应⽤是必不可少的。
凡是注⽇期的引⽤⽂件，仅注⽇期的版本适⽤于本⽂件。
凡是不注⽇期的引⽤⽂件，其最新版本（包括所有的修改单）适⽤于本⽂件。
GB/T 1771-2007 ⾊漆和清漆耐中性盐雾性能的测定GB/T 9279-2007 ⾊漆和清漆划痕试验GB11552-2009 乘⽤车内部凸出物3 术语和定3.1 仪表板横梁在车⾝系统中的布置仪表板横梁总成安装在驾驶室的前端，主要作⽤是将仪表板和车⾝固定起来，同时将转向管柱、安全⽓囊、线束，电器盒等电器附载件装配固定起来，⽀撑仪表板总成等负载件的整体刚性，同时正碰实验时对驾驶室起到加强保护的作⽤。
如图1：图13.2 仪表板横梁简要说明仪表板横梁总成主要零部件如图2：图2（1-横梁左侧安装⽀架，2-横梁右侧安装⽀架，3-中间固定⽀架，4-前挡板固定⽀架，5-转向管柱安装⽀架，6-管梁,7-⼿套箱⽀架，8-PAB 安装⽀架，9-保险丝盒安装⽀架，10-CD 机安装⽀架,11-空调安装⽀架）以上是横梁的主要零部件，若要出⼝欧美，则在正副驾驶侧增加膝盖碰撞吸能⽀架，其他相关固定1234 56 8971011车⾝机舱仪表板横梁仪表板装置前地板中通道⽀架则根据分布在仪表板系统上的电器件及仪表板⾃⾝固定的要求分布。
横梁中间管梁本体的材料通常采⽤20#⽆缝钢管和Q195焊管，各⽀架的材料根据⽀架的厚度来定，如果厚度在1.8mm以内，则选⽤DC01的材料，如果厚度在1.8mm以上的则选⽤SPHC的材料；横梁⽀架冲压成型后通过悬挂点焊和CO2⽓体保护焊接成品。
4 仪表板横梁主要零件的设计要点4.1 横梁的设计满⾜以下⼏点要求：a.满⾜整体刚性（通过CAE分析）；b.⽀持转向管柱功能，满⾜NVH要求；c.⽀持线束、电器件的固定；d.⽀持仪表板装置等塑料件的固定；e.⽀持安全⽓囊的固定，为安全⽓囊的顺利爆破提供⽀撑；f.在满⾜强度的要求、NVH等试验的要求下最⼤限度的减轻重量，同时尽可能的将各⽀架⼯艺简易。
汽车仪表板横梁轻量化技术简介
汽车仪表板横梁轻量化技术简介汽车仪表板横梁轻量化技术是汽车行业采用现代工艺技术和材料技术，以达到节省材料和减轻总重量的目的而发展的一种理念。
通过开发轻量化的汽车仪表板横梁，可以在保持同样的强度和性能的情况下，大大减少汽车仪表板横梁的重量。
汽车仪表板横梁的轻量化技术最初是以钢材以及铝材材料为主的，主要依靠工艺技术改造来减轻汽车仪表板横梁的重量，但是随着现代材料科技的不断发展，汽车仪表板横梁轻量化技术也发生了巨大变化。
现代汽车仪表板横梁轻量化技术主要分为两种：第一种是基于复合材料制作的，也叫做碳纤维技术，它将高强度的碳纤维材料和其他传统材料混合在一起，使得汽车仪表板横梁的整体重量可以明显减少。
第二种是玻璃钢轻量化技术，它使用高分子材料以及聚合物材料作为填充成分，将汽车仪表板横梁的重量明显降低，同时也可以增加横梁的抗拉强度和刚度。
除了改变材料组成以及改变汽车仪表板横梁的结构组合而轻量化以外，也有一些技术可以用来让汽车仪表板横梁变得更轻，比如采用液压转子成形技术、压铸技术或者数控机加工技术等。
使用这些技术可以极大地减少汽车仪表板横梁的重量。
随着现代轻量化技术的发展，汽车仪表板横梁的结构可以被精细化处理，而且可以考虑更多的结构优化技术，这些技术可以有效地减少汽车仪表板横梁的重量，而且还有可能提高整个汽车仪表板横梁的强度和稳定性。
然而，汽车仪表板横梁轻量化技术并不是一个简单的过程，需要合理安排材料，把握工艺过程，以及整体结构设计的优化等等，只有综合运用这些手段，才能真正的实现汽车仪表板横梁的轻量化。
总的来说，汽车仪表板横梁轻量化技术的发展对汽车行业的发展具有重要意义。
它可以大大减少汽车仪表板横梁的重量，减少汽车的燃料消耗，提高汽车的行驶安全性，改善汽车的系统可靠性，提高汽车的环保性和节能性，从而促进汽车行业的可持续发展。
仪表板管梁轻量化及转向系统振动研究
文章编号：１００６－８２４４（２０２０）０４－０２７－０４仪表板管梁轻量化及转向系统振动研究Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔ ｏｆ Ｃｒｏｓｓ Ｃａｒ Ｂｅａｍ ａｎｄ Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｔｅｅｒｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ赵新民 白海涛 常晓峰 靳永军（海马汽车有限公司，郑州４５００００）Ｚｈａｏ Ｘｉｎｍｉｎ Ｂａｉ Ｈａｉｔａｏ Ｃｈａｎｇ Ｘｉａｏｆｅｎｇ Ｊｉｎ Ｙｏｎｇｊｕｎ（Ｈａｉｍａ Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ ＣＯ．，ＬＴＤ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ４５００００）［摘要］根据仪表板管梁的结构特征和转向系统的振动性能要求，基于灵敏度分析，对仪表板管梁关键钣金件的灵敏度予以识别。
然后通过优化仪表板管梁主管的管径和壁厚并进行匹配分析，对仪表板管梁进行减重，轻量化效果显著。
同时，经过模态分析，振动传递函数分析和试验测试，验证了分析方法的可行性。
思路和方法对仪表板管梁的轻量化设计和性能提升起到了较好的指导作用，具有很强的工程实用性。
［Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ａｎｄ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ，ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ ａ－ｎａｌｙｓｉｓ ｉｓ ｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ ｔｏ ｉｄｅｎｔｉｆｙ ｔｈｅ ｋｅｙ ｍｅｔａｌ ｐａｒｔｓ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｍａｔｃｈｉｎｇ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｕｂｅ ｄｉａｍｅｔｅｒａｎｄ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ，ｔｈｅ ｒｅｍａｒｋａｂｌｅ ｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔ ｓｃｈｅｍｅ ｉｓ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ．Ｔｈｒｏｕｇｈ ｍｏｄａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ，ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｔｒａｎｓ－ｆｅｒ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｔｅｓｔ，ｔｈｅ ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｍｅｔｈｏｄ ｉｓ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ．Ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｍｅｔｈｏｄｐｌａｙｓ ａ ｇｏｏｄ ｇｕｉｄｉｎｇ ｒｏｌｅ ｉｎ ｔｈｅ ｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｏｆ ｃｒｏｓｓ ｃａｒ ｂｅａｍ，ａｎｄ ａｌ－ｓｏ ｈａｓ ｓｔｒｏｎｇ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｐｒａｃｔｉｃａｂｉｌｉｔｙ． 关键词：仪表板管梁 转向系统 轻量化 灵敏度分析 振动 Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃｒｏｓｓ ｃａｒ ｂｅａｍ ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｌｉｇｈｔ ｗｅｉｇｈｔ ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ ａｎａｌｙｓｉｓ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ 中图分类号：Ｕ４６３．４５ 文献标识码：Ｂ作者简介：赵新民，男，本科，主要研究方向：整车性能集成。
仪表板横梁总成设计指南
轻量化镁合金在汽车仪表板横梁上的应用
轻量化镁合金在汽车仪表板横梁上的应用摘要：汽车用仪表板横梁通常采用钢管和钢板冲压件组合焊接制造，此类钢制仪表板横梁总成的组成零件数量多，需要焊接组装，不利于尺寸控制，且整体重量大，不符合轻量化理念。
而根据文献报道，采用镁合金压铸的仪表板横梁可减重50%以上，轻量化效果非常明显。
主要是因为镁合金是目前应用的金属结构材料中最轻的，具有密度小，比强度和比刚度高，阻尼性、切削加工性和铸造性能好等优点，因此镁合金仪表板横梁在国外汽车产品中得到广泛的应用。
关键词：镁合金；汽车仪表；横梁；应用前言：目前镁合金的种类有很多，汽车工业采用较多的是AM系和AZ系合金，常用镁合金牌号主要有AM60B和AZ91D。
其A M60B的铝含量较低，由于随着铝含量的降低，材料的韧性逐渐增高，故与AZ91D相比，AM60B的韧性和塑性较好。
A M60B是高纯牌号，因此具有和AZ91D一样优良的耐蚀性能，且与A380铝合金相比，耐蚀性更加优秀。
1、镁合金仪表板横梁的特点镁合金仪表板横梁与钢制仪表板横梁相比具有以下特点：①轻量化镁合金的密度为1.78g/cm3，仅为钢密度的1/4，减重在50%以上。
②零件集成化程度高，尺寸稳定与钢制件相比，镁合金仪表板横梁采用整体压铸的生产工艺，可以把传统钢质CCB的20多个零件集成为一个件。
③安装尺寸精度高由于采用整体压铸，尺寸精度很高，所有的尺寸公差都可以控制在0.5mm以内，解决目前钢骨架安装过程中的干涉和异响等问题。
④设计灵活由于采用压铸工艺，产品工艺性好，零件形状的设计自由度大。
⑤绿色环保镁合金材料可以百分之百回收利用。
2、结构设计2.1钢制仪表板横梁骨架钢制仪表板横梁骨架总成为左、右侧支架,转向管柱支架，空气囊(PAB) 支架，空调(HVAC) 支架，驾驶员侧支架，副驾驶员侧支架，收音机支架，中控台(CNSL)支架，安装影音系统的中间支架和仪表板固定支架等11个支架焊接在仪表板横梁上的结构，各支架主要由不同厚度的钢板冲压而成。
汽车仪表板横梁轻量化技术简介
汽车仪表板横梁轻量化技术简介【摘要】在国民经济高速发展的今天，汽车工业正处于高速发展阶段，已成为国民经济的一大支柱产业。
近年来，轻量化技术越来越多地应用于乘用车仪表板横梁，其目的是在保持车身强度和安全性的同时，最大限度地减轻整车重量，以提高整车性能。
动力性能、降低油耗、减少环境污染等目的。
随着环保节能要求的不断提高，以及新能源汽车的快速发展，我国汽车在全球范围内实现了轻量化。
主题词：仪表板横梁；轻量化；轻质金属0.引言目前，越来越多的汽车制造商和零部件企业更加重视汽车轻量化技术。
这不仅是因为汽车的质量好坏与汽车的燃油利用率和汽车的CO2排放量有关，而且汽车的质量与汽车的性能密切相关。
汽车仪表盘横杆总成是车身前总成中的关键部件。
它不仅承担着连接左右侧围板的作用，还对车身各部分起着支撑作用。
1、汽车仪表盘大梁轻量化技术现状仪表盘部件作为汽车内部控制的主要部件，包括方向盘、抬头显示器、娱乐主机、空调出风口、安全气囊等，汽车仪表盘的横梁是汽车的主要承载部件乐器。
它是汽车车身的前部，其结构、强度和刚度的综合性能非常关键。
横梁（CrossCarBeam，CCB）是与车身直接连接的重要的承重框架部件，为整车电控模块提供安装接口，直接影响工程设计、驾驶操作及噪声、振动和车辆的声学粗糙度（Noise、Vibration、Harshness、NVH）性能和安全性能。
因此，不合理的CCB结构很可能导致与之相关的部件发生变形，导致性能失效，影响驾驶员的安全。
此外，CCB在车身与转向系统的连接中起着非常重要的作用。
它直接承载车辆的转向管和方向盘。
如果CCB刚性不够或强度不够，会导致方向盘抖动，导致驾驶室NVH性能恶化。
从而降低驾驶舒适性。
乘用车CCB通常采用钢梁焊接金属支架结构。
由于汽车轻量化技术的发展，近年来各种新材料、新技术的CCB设计逐渐得到应用。
开发一种能达到各项性能指标且重量最小的CCB板是汽车行业亟待研究的课题。
2024年仪表盘横梁市场调研报告
仪表盘横梁市场调研报告1. 背景介绍仪表盘横梁是汽车仪表盘的重要组成部分之一，位于驾驶员座椅的前方。
它具有支撑仪表盘和重要仪表的功能，并且在碰撞事故中能够起到保护驾驶员的作用。
随着汽车市场的发展，仪表盘横梁的需求量也在逐年增长。
2. 市场规模及趋势据市场调研数据显示，仪表盘横梁市场规模在过去几年呈现稳步增长的态势。
这主要得益于汽车工业的快速发展以及人们对汽车安全性能的不断要求提高。
预计未来几年，仪表盘横梁市场将继续保持增长，并且增速有望加快。
3. 市场竞争格局分析目前，仪表盘横梁市场存在着较为激烈的竞争。
主要竞争企业包括国内外知名汽车零部件制造商，如Bosch、Continental等。
这些企业凭借其技术实力、品牌优势和产能优势，占据了市场的一定份额。
然而，随着中国汽车市场的不断发展和对高品质汽车零部件的需求增加，一些新进入市场的企业也开始崭露头角。
它们通过技术创新、价格竞争等手段，逐渐蚕食了传统竞争对手的市场份额。
4. 市场前景分析仪表盘横梁市场的前景广阔。
一方面，随着汽车行业的快速发展，特别是新能源汽车的兴起，对仪表盘横梁的需求将持续增长。
另一方面，随着人们对汽车安全性能要求的提高，对仪表盘横梁的质量和安全性也提出了更高的要求。
在未来几年内，仪表盘横梁市场将继续保持增长势头，并且市场竞争将更加激烈。
企业需要通过不断提升技术水平、加强品牌建设以及与汽车厂商的密切合作，以保持竞争优势。
5. 市场发展趋势市场调研数据显示，未来仪表盘横梁市场的发展将呈现以下趋势：5.1 技术升级随着汽车智能化的快速发展，仪表盘横梁也将借助于新的技术实现更多的功能。
例如，一些新型仪表盘横梁已经配备了智能驾驶辅助系统、行车记录仪等功能。
未来，随着技术的不断升级，仪表盘横梁将更加智能化、多功能化。
5.2 轻量化设计随着新能源汽车的快速发展，车辆自重的降低成为了汽车制造业的重要目标之一。
仪表盘横梁作为汽车零部件之一，也需要进行轻量化设计，以降低整车的自重。
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本科生毕业设计（论文）
仪表板横梁总成的轻量化设计
学院（系） ：
汽车工程学院
专业班级：车辆工专业 0906 班 学生姓名： 指导教师： 吴 高 （StickWu） X X X
武汉理工大学毕业设计（论文）
目录
摘要 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · I Abstract · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · II 1 绪论 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 1 1.1 引言 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 1 1.2 主要研究内容和意义 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 1 1.3 CAD 技术在仪表板横梁轻量化设计中的应用 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 2 2 仪表板横梁总成有限元模型的建立 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 4 2.1 有限元法的基本思想与分析步骤 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 4 2.2 三维建模 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 6 2.3 有限元网格划分 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 7 2.4 有限元模型的装配 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 9 2.5 材料类型和边界条件 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 11 2.6 本章小结 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 12 3 仪表板横梁总成模态分析 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 13 3.1 概述 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 13 3.2 模态分析的理论依据 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 13 3.3 设计目标 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 14 3.4 仿真结果分析 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 15 3.5 本章小结 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·