上海交通大学轻量化研究
张超群：“85后”博导助力飞机轻量化
张超群：“85后”博导助力飞机轻量化作者：暂无来源：《科学中国人》 2017年第3期轻量化技术在航空航天以及汽车工业的应用由来已久。
面对众多轻量化材料步入工业舞台，如何实现对其有效焊接，已经成为困扰工业界的一个重要问题，并受到了科学家们的普遍关注。
作为一名科研人员，上海交通大学机械工程学院的博士生导师张超群多年来致力于汽车、飞机和运载火箭等交通工具轻量化材料的焊接研究。
他想通过自己的探索与实践，在给汽车、飞机达到减重目的同时，为我国的科技创新和节能减排作出贡献。
科研的灯塔，指引着前方的路，即使任重而道远，他仍坚定前行。
崭露头角“学问必须合乎自己的兴趣，方可得益。
”张超群对科研的浓厚兴趣源于他自幼对数学、物理和化学等学科的强烈好奇心和求知欲。
2011年，张超群通过英国曼彻斯特大学的博士生项目和国家留学基金委的“建设高水平大学公派研究生项目”奖学金的资助，前往曼大——这座拥有25位诺贝尔奖获得者的高等学府深造，并在浓厚学术氛围的熏陶中，开展了他钛铝异种材料焊接方向的博士学位攻读之旅。
众所周知，飞机、汽车等交通工具所使用的轻量化材料不断涌现。
在焊接过程中，这些精心设计的轻量化材料极易受火焰或者其他热源的加热而发生内部结构的剧烈变化，进而造成许多优异性能的衰减，严重影响这些轻量化材料的工业应用。
所以，如何把这些材料焊接好、连接好是一个亟待解决的问题。
在曼彻斯特大学的博士研究中，张超群致力于通过钛铝异种材料焊接技术，来实现对飞机、火箭等减重的目的，取得了显著成效。
钛铝异种材料焊接难度很大，对热输入非常敏感，热输入稍高就会产生不良反应产物。
经过将近3年执着的研发，张超群创新性地首次使用高能超声波成功实现了低热输入的高强航空铝合金和钛合金的异种焊接。
这种新方法几乎可以完全消除传统焊接中存在的不良反应产物，有效解决了钛铝焊接中的关键性难题。
这项技术的问世，无疑给中国乃至世界航空业的发展带来了新的契机。
不断前行“青年的朝气倘已消失，前进不己的好奇心已衰退以后，人生就没有意义。
基于轻量化的发动机罩结构优化
第 ２期
司华伟 ， 等： 飞 机 模 拟 器 的一 体 化 机 械 仪 表 驱 动 控 制 方 法
・１ ２ ３・
不 同模 拟器 中涉 及 到 的仪 表 驱 动 控 制程 序全 部 包 含 到动 态链 接库 中． ２ ）研 究 采 用 Ｔ ＭＣ ２ ２ ３驱 动 控 制 芯 片 替 换 ＴＭＣ ２ ２ ２ ， 通 过 使 用 ＴＭＣ ２ ２ ３特 有 的 Ｓ ｔ ａ ｌ ｌ Ｇｕ ａ ｒ ｄ 功能， 取 消仪 表 回零 装 置 ， 使 仪 表 驱 动 控 制 进一 步
２ ． Ｓ ｈ ａ ｎ ｇ ｈ ａ ｉ Ｓ ｈ ｕ ａ ｎ ｇ ｊ ｉ ｅ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｃ ｏ ． ， Ｌ ｔ ｄ ． ，Ｓ ｈ ａ ｎ ｇ ｈ ａ ｉ ２ ０ １ ８ ０ ４． Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｔａ ｋ ｉ ｎ ｇ ａ Ｓ ＵＶ ｃ ａ ｒ ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｈ ｏ ｏ ｄ ａ ｓ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｏ ｂ ｊ ｅ ｃ ｔ ， ｓ ｔ ｕ ｄ ｉ ｅ ｓ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｌ ｉ ｇ ｈ ｔ ｗｅ ｉ ｇ ｈ ｔ ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｈ ｏ ｏ ｄ
综合 各模 型模 态分 析 和 刚度 分 析结 果 ， 从图３
可 以看 出 ， 竖 型模 型 下 拉 变 形 ， 侧 向 变形 位 移 变 化
量较 大 ， 且一 阶弯 曲频率 较低 ， 刚度相 对较 低 ， 减重 效果 较差 ； Ｗ 模 型 和 Ｖ 模 型 刚度 相 当 ， 但 ｗ 模 型
［ １ １ ］ 马俊． Ｓ ｏ Ｃ中 Ｉ 。 Ｃ 总线 收发 器 和 ＵＳ Ｂ 总 线 收 发 器 设 计［ Ｄ ］ ． 南京 ： 东 南 大学 ， ２ ０ ０ ５ ．
材料学院姜龙涛、陈国钦、修子扬、孙学银、姜建堂老师赴日
材料学院姜龙涛、陈国钦、修子扬、孙学银、姜建堂老师赴日本参加第12届国际铝合金会议受国际合作处的资助，哈工大代表团一行五人在姜龙涛教授的带领下参加了本次会议，并在铝基复合材料、7XXX铝合金的热处理方面做了学术报告。
展示了我校在高性能铝基复合材料和航空铝合金技术领域的研究进展，引起国内外参会单位的关注。
ICAA (国际铝合金)是全球范围铝合金领域规模最大、影响力最大的国际会议，自1986年于匹兹堡首次召开以来已近成功举办了12届。
本次在横滨PacificoYokohama国际会议中心召开的ICAA12是本会议第三次在亚洲召开；我国曾经在2006年在北京主办ICAA10。
本次会议收录论文超过500篇，其中有412篇在会议中进行了报告。
本次大会的热点问题铝合金在交通工具轻量化设计中关键地位，“节能、环保”的概念被诸多的公司和研究所看作新型汽车/高速列车的关键指标。
围绕这一应用背景，来自全球29个国家和地区的研究者就铝合金的冶炼、熔铸、热加工、热处理、性能控制优化及铝合金的回收与再利用等技术开展了广泛的展示与交流。
本次会议的口头报告部分共包括铝合金的发展与应用、析出行为、织构与再结晶、铸造、热加工、成型技术、纳米晶铝合金、断裂、铝合金焊接、先进分析技术、腐蚀性能、铝基复合材料、模型化和铝合金的回收再利用等14个分会，几乎涵盖了铝合金研究领域各个方面的研究进展。
在车用铝合金的研制和应用中，尼桑、大众等日本和欧洲的车辆制造商非常活跃，美国铝业（Alcoa）、加拿大铝业（Alcan）、海德鲁铝业（Hrdro）等公司则保持了其新型铝合金研制与加工领域的优势，韩国在车用铝合金研制领域的工作也得到了持续的发展；在相关的基础研究领域中，澳大利亚的ARC-Sydney大学-Monash大学、挪威的SINTEF-挪威科技大学-Hydro铝业两个研发与应用联合体表现出很强的实力并取得了显著的领先位置，此外荷兰的材料创新研究所（M2I）、德国的应用材料研究所等单位也作出了非常出色的工作。
新能源汽车车身轻量化设计方法研究
新能源汽车车身轻量化设计方法研究内容摘要：随着社会的发展以及科技的进步，汽车逐渐成为人们日常生活中不可或缺的交通工具。
但即使如此，汽车在应用过程中由于油耗以及能源问题逐渐成为制约其发展的首要问题。
为此，为了更好地提升汽车的整体性能以及安全性，满足社会发展需求，新能源汽车逐渐成为人们关注的重点，同时并加强了对轻量化技术的应用。
而轻量化技术则是通过应用新材料、新设计来对汽车相关功能进行优化升级，从而提升汽车的整体性能，促进新能源汽车行业的长久稳定发展。
关键词：新能源汽车车身轻量化设计研究引言对于汽车行业的发展而言轻量化技术的应用具有重要作用，而且该技术还符合了现代可持续发展的相关要求。
通过轻量化技术的应用不仅有效的优化了汽车设计理论，而且还高效地提升了汽车的整体使用性能，提升了汽车的安全以及舒适度。
根据相关研究表明，轻量化技术在汽车上的应用主要体现在对汽车转向、制动、噪音等方面的改善，进而起到优化汽车整体性能的作用。
1轻量化技术概述随着社会的发展以及科技的进步，汽车行业迎来了新的发展机遇，但与此同时也带来新的能源问题。
尤其是在全球燃油资源日益减少的背景下，新能源汽车逐渐成为汽车领域中的新宠儿。
根据我国汽车市场的相关调查发现，截止到2017年我国的新能源汽车的产量已经达到1400多万量，同比增长了近百分之三十，并在全球新能源汽车领域中占有重要位置。
而且对于我国的汽车领域发展来看，轻量化技术的应用则是其发展的重要技术基础。
轻量化技术在应用过程中主要是通过对汽车结构设计、优化汽车功能以及加强新型材料的应用等，来有效的促使汽车的自重在某种程度上得以降低，进而确保汽车原有的设计基础上提升其使用性能，确保汽车更加安全舒适。
对于我国而言，关于轻量化技术的研究已经取得了骄人的成绩，并成为汽车行业发展的主要能动力。
据不完全统计，截止到2018年，全球所生产的新能源汽车中有80%均采用了轻量化车身，为此说新能源汽车车身的轻量化以逐渐成为新能源汽车最为直观的外在表现形式，加强对轻量化的重视可以有效地推动汽车实现经济、环保以及安全的关键所在。
乘用车轮胎动态冲击的试验与仿真分析
乘用车轮胎动态冲击的试验与仿真分析郭建保;孙晴;刘珍海;胡跃伟;岳国辉;陈现岭【摘要】乘用车整车碰撞仿真分析中，轮胎仿真精度影响轮胎的变形、姿态及车体响应。
为提升轮胎的仿真精度，该文设计了乘用车轮胎动态冲击试验系统。
采用实体与壳单元结合的轮胎建模方法，通过Hypermesh建立动态冲击试验有限元模型，使用LS-Dyna仿真分析，并与试验对标。
用GB/T 20072-2006中规定的台车，以10 km/h的速度对轮胎进行2次冲击对比试验。
同时验证了对标轮胎模型对整车碰撞的影响。
结果表明：仿真中轮胎变形及冲击特性、台车加速度与试验一致。
应用于整车碰撞中，轮胎姿态、A柱变形、B柱加速度与试验一致。
因而，乘用车轮胎动态冲击试验系统设计有效。
轮胎建模方法合理。
%Tire simulation precision in vehicle crash simulation affects the deformation, pose and body response. A testing system of tire dynamic impact was designed to improve the simulation precision. A tire FE model was established using shel and solid about the dynamic impact testing system by Hypermesh, simulated by LS-DYNA, and benchmarked with test. Two contrast tests were done with an impact velocity of 10 km/h using a trol ey speciifed in GB/T 20072-2006 to impact tire. After benchmarked, it was validated in vehicle. The results show that the tire deformation, impact characteristic, and trol ey acceleration are the same as test. Applied in vehicle, the tire gesture, A-pil ar deformation, and B-pil ar acceleration are the same as vehicle test. Therefore, the testing system of tire dynamic impact is available. The tire FE model is reasonable.【期刊名称】《汽车安全与节能学报》【年(卷),期】2016(007)001【总页数】6页(P49-54)【关键词】汽车被动安全;轮胎;动态冲击;试验与仿真;刚度;对标分析【作者】郭建保;孙晴;刘珍海;胡跃伟;岳国辉;陈现岭【作者单位】长城汽车股份有限公司技术中心，河北省汽车工程技术研究中心，保定071000，中国;长城汽车股份有限公司技术中心，河北省汽车工程技术研究中心，保定071000，中国;长城汽车股份有限公司技术中心，河北省汽车工程技术研究中心，保定071000，中国;长城汽车股份有限公司技术中心，河北省汽车工程技术研究中心，保定071000，中国;长城汽车股份有限公司技术中心，河北省汽车工程技术研究中心，保定071000，中国;长城汽车股份有限公司技术中心，河北省汽车工程技术研究中心，保定071000，中国【正文语种】中文【中图分类】U461.91轮胎是乘用车关键部件之一，也是整车正面高速碰撞(全宽100%、40%偏置、25%偏置)中的传力通道，轮胎的仿真精度影响其在整车碰撞分析中轮胎的变形、刚度及运动姿态表现。
车辆工程-上海交通大学机械与动力工程学院
车辆工程（所属学院：机械与动力工程学院领域代码：085234）汽车工程研究院主要从事车辆工程技术研究及研究生培养的工作，其下设四个技术中心：汽车车身技术中心，汽车底盘技术中心，汽车电子技术中心和汽车发动机技术中心。
现有教授及研究员14位，副教授及高工20余位，博士及博士后100多人。
在汽车工程、汽车车身制造质量控制、轻量化和数字化，薄板冲压成型技术，汽车电子控制和车辆传动技术等方面取得了一系列重要成果，为企业创造了显著的经济效益，获得了国家、部委、上海市科技进步奖多项。
车辆工程学科各研究所与国内外著名企业集团建立了多个合作研究机构，下设汽车电子控制技术国家工程实验室、上海市数字化汽车车身工程重点实验室和美国通用汽车公司车身制造技术卫星实验室。
2003年开始招收车辆工程领域的工程硕士，受到上汽集团、东风汽车集团、无锡一汽、苏州金龙汽车公司及社会有关企业等许多单位的欢迎，并每年推荐众多优秀人才报考，至今已有近百人获得工程硕士学位。
一、培养目标为企业特别是大中型企业培养应用型、复合型的高层次工程技术与管理人才。
学位获得者应掌握车辆工程领域坚实的基础理论与宽广的专业知识以及解决工程问题的现代研究方法与技术，具有创新意识和独立担任车辆工程技术和工程管理工作的能力。
能比较熟练地阅读和翻译本工程领域的外文资料，并有良好的职业道德，热爱祖国，积极为我国的社会主义现代化建设服务。
二、主要研究方向●车辆数字化开发及系统集成●汽车先进设计理论与方法●车辆底盘虚拟样机技术●车身工艺设计与制造质量控制●混合动力驱动系统●汽车发动机燃油喷射与控制●汽车的电子控制技术●车辆系统动力学与控制●先进传动和自动变速技术●汽车振动与噪声（NVH）分析与控制●汽车碰撞与被动安全性●客车与特种车辆三、学制和学分1.工程硕士生的学制一般为两年半，其中累计在校学习时间不得少于半年。
超过三年半者必须办理延期手续，但最长学习年限不超过五年。
2. 采取“进校不离岗”的培养方式在职攻读工程硕士专业学位。
碳纤维复合材料的回收与再利用技术研究
碳纤维复合材料的回收与再利用技术研究摘要：随着碳纤维的广泛应用，碳纤维复合材料废弃物中高价值碳纤维的回收再利用成为碳材料领域的研究重点和难点。
本文综述了碳纤维复合材料的主要回收方法，介绍了回收碳纤维的再利用技术，并分析了我国碳纤维复合材料回收再利用技术的研究现状，指出碳纤维回收对实现高价值材料再利用、节约能源和减少环境污染具有重要意义。
关键词：碳纤维；复合材料；回收；再利用；研究现状引言纤维增强热固性复合材料是将玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维等纤维充当增强纤维置于热固性树脂基体内，制造而成的复合材料。
由于纤维增强热固性复合材料抗疲劳、耐腐蚀、可设计性强、比强度高、成型工艺好，被广泛应用于建筑与基础设施建设、交通运输、装备制造、环境保护、石油化工、体育用品等领域。
热固性树脂在固化前呈直链或带支链的分子结构，固化后形成稳定的立体网状结构，因此使用后废弃物的处理成为难题。
纤维增强热固性复合材料的市场需求会越来越大，如果不能得到有效的回收处理，将引发严重的安全与环境问题，因此亟需找到纤维增强热固性复合材料资源化与综合利用的合理方法。
1碳纤维复合材料的回收1.1化学回收法化学回收法是指用化学试剂将废弃碳纤维复合材料中的树脂基体降解，使碳纤维从基体中分离出来。
该方法的关键是研发降解树脂基体的技术，研究者主要集中在对溶剂法的研究。
溶剂法分为普通溶剂法和超临界/亚临界流体法。
在普通溶剂降解法中，溶剂种类和降解工艺直接影响碳纤维的回收效果。
先用硝酸浸泡复合材料，再在KOH的聚乙二醇熔液中反应降解，所回收的碳纤维拉伸强度可以达到原丝的96%。
利用乙醇熔液在一定温度下浸泡复合材料溶液进行降解，所得降解产物可作为树脂继续使用，获得的回收碳纤维表面干净，以四氢萘和二氢蒽作为降解溶剂，回收的碳纤维表面无缺陷，拉伸强度与原碳纤维保持一致。
超临界流体由于溶解能力强、扩散性好，被认为是降解环氧树脂的优秀溶剂。
利用超临界丙醇降解碳纤维复合材料，得到碳纤维的拉伸强度仅比原始纤维降低约10%。
快速爬行软体管道机器人的设计与性能分析
快速爬行软体管道机器人的设计与性能分析目录1. 内容概览 (3)1.1 研究背景与意义 (4)1.2 国内外研究现状 (5)1.3 研究内容与目标 (6)2. 快速爬行软体管道机器人的设计 (7)2.1 设计理念与原则 (8)2.2 机器人的整体结构设计 (10)2.2.1 头部设计 (11)2.2.2 躯体设计 (12)2.2.3 尾部设计 (13)2.3 驱动系统设计 (14)2.3.1 动力源选择 (15)2.3.2 运动副设计 (16)2.3.3 驱动控制系统 (17)2.4 传感器与控制系统设计 (18)2.4.1 传感器系统 (20)2.4.2 控制系统概述 (22)2.4.3 软件算法设计 (23)2.5 人机交互系统设计 (24)3. 快速爬行软体管道机器人的性能分析 (25)3.1 爬行性能分析 (26)3.1.1 抓地力分析 (28)3.1.2 爬行速度分析 (30)3.1.3 爬行稳定性分析 (31)3.2 环境适应性分析 (33)3.3 分析工具与方法 (34)3.3.1 理论分析方法 (35)3.3.2 仿真分析 (36)3.3.3 实验测试 (37)3.4 性能优化策略 (38)4. 快速爬行软体管道机器人的实验验证 (39)4.1 实验装置与环境 (40)4.2 爬行性能实验 (41)4.3 环境适应性实验 (43)4.4 数据分析与结果 (44)5. 结论与展望 (45)5.1 研究总结 (46)5.2 存在问题与改进建议 (47)5.3 研究展望 (48)1. 内容概览本报告旨在详细介绍一种快速爬行软体管道机器人的设计方案及其在各种复杂管道环境下的性能分析。
我们的设计着重于提高机器人的灵活性、耐用性和爬行效率，以满足在实际管道检查和维护任务中的高要求。
报告的结构分为以下几个关键部分：在这一部分，我们介绍了研究的目的、背景以及管道机器人技术的现状。
我们还讨论了在管道操作中遇到的关键挑战，以及快速爬行软体管道机器人的潜在应用领域。
ljf翻译
轻量化设计的汽车零部件用高强度钢来抗凹张研来新民朱平王吴荣机械工程学院上海交通大学上海200030，中国公关摘要：轻巧耐撞性是汽车车身设计的两个重要因素。
在这篇文章中，基于浅壳理论，表达抗凹刚度的双曲率扁壳是在集中载荷条件下取得的。
该临界负荷导致当地琐碎的凹痕在该中心的浅壳被视为轻量级对汽车零部件的重要影响指数。
本规则适用于轻量化设计的保险杠系统用高强度钢代替温和钢。
耐撞模拟轻量级的一部分，证明了轻量化进程的有效性。
关键词: 高强度钢轻量抗凹1、介绍近年来，由于汽车保有量的急剧增长，大大影响了社会和人们的生活，这种情况带来了很多严峻的问题比如能源危机，环境污染。
国际铝组织协会声明石油的消耗可降低8-10％与减少约10％的汽车重量。
因此，汽车轻量化是节约燃料的一个基本方式。
为了减少汽车的重量，这又两个较好的方法。
一种方法是重新设计汽车零部件优化其结构，通过使用细薄的、空心的、小型的和混合材料的零部件，来减轻汽车的重量。
另一种是使用新的轻型材料，如今这种材料越来越多，如铝合金，高强度钢，复合材料都被广泛作为轻质材料以取代传统材料如低碳钢。
这些材料可以显着的减轻汽车的重量。
使汽车轻量化材料替换比优化结构更有效。
根据引进的汽车安全法规，轻量化设计的车身中耐撞性和安全性被视为先决条件。
高强度钢被广泛的应用于汽车上以代替传统的低碳钢。
高强度钢板可用于汽车车身来提高部件碰撞能量吸收能力和耐塑性变形能力。
汽车体重可减少通过使其零部件用一个更薄厚度的高强度钢板取代低碳钢板来制造。
与铝相比，镁，复合材料和高强度钢具有更好的经济性因为这些材料的原料和制作费用比较便宜。
此外，高强度钢可直接应用到生产线上，包括成型，焊接，装配和油漆。
经营成本节省了，因为没有必要对整个线路进行调整。
在车身外，有几个薄的金属板，其中大部分是浅水面板。
凹痕阻力是有能力保持形状对沉没挠度和地方凹痕在外力的作用下。
凹性汽车板成为汽车的一个重要方面和质量标准。
船舶结构轻量化设计及建造技术研究
船舶结构轻量化设计及建造技术研究摘要：随着社会经济的发展，船舶行业也有了更多的发展机遇，船舶的建造质量会直接影响到海洋工程的发展。
传统的船舶主体结构制造理念已经制约了我国造船业的发展，必须要科学应对当前船舶主体结构的问题。
在设计船体结构时，需要考虑船舶主体结构的实用性能，保证船体结构的安全和美观，还应保证船舶主体结构设计符合力学条件，不断总结经验，学习先进的设计方法。
船舶主体结构设计的质量也决定着航海出行的船舶质量，影响着我国海洋经济的发展和人们的安全出行。
本文对船舶结构轻量化设计及建造技术进行分析，以供参考。
关键词：船舶结构；轻量化设计；建造技术引言船舶结构设计是复杂的工程，完善的优化设计方案能够提高船舶制造的质量与效率，保证使用的安全性与可靠性。
结构优化设计中，需要明确设计理念、优化设计的发展以及设计所需的阶段，保证设计工作得到正确的帮助与指导。
结构设计需明确船舶中需要关注的要点，确定设计方式，选择具体的设计方案投入实施。
1船舶结构设计方式1.1船舶结构设计步骤在设计船舶结构时，首先需要进行初步设计，接着展开详细的设计，然后进行生产设计。
在设计过程中必须要严格根据标准进行，设置更加科学的步骤。
工作人员也需要建立一个完整的预算报告，这样才可以进一步把控船舶的主体结构。
预算报告也需要进行提交，经过上级部门的审批以后，再开展具体的设计工作。
设计人员还应当更加详细地检查船舶结构的材料、质量等细节。
全面地把控各项标准，使其全部符合要求。
除此之外，工作人员还需要注重船舶结构的生产条件、材料等，这样可以全面保证实际船舶结构建造图符合设计方案，也可以更好满足船舶结构设计的相关要求。
1.2船舶结构可靠性分析法在船舶结构强度的确定性设计过程中，不同的参数都能够设置成一个定值，这样安全系数就能够反映出强度储备。
但其实船舶结构是通过空间板梁组合形成的，如果其中的任意构件出现问题，就会导致船舶结构的内力被重新分配。
很多构件出现问题后，会导致船舶结构失效。
基于刚度与耐撞性要求的车身结构轻量化研究
车身结构 的轻量化 ， 减轻质量 ９ １ｇ 轻量化效果达 ５ ４ ％ 。 ．ｋ ， ．４
关键 词 ： 车身 结构 ； 刚度 ； 耐撞 性 ； 持 向量 ｔ ｉ ｈｉ ｇ ｏ ｒ Ｂｏ ｙ Ｓｒ ｃｕ ｅ Ｂａ ｅ ｎ Ｓ ｕ ｙ ｏ ｈ ｉｈ ｗｅ ｇ ｔｎ ｆＣａ ｄ ｔｕ ｔ ｒ ｓ ｄ ｏ Ｓ ｉ ｎ ｓ ｎ ａ ｈ ｒｈｎ ｓ ｑ ｉｅ ｎｓ ｔ ｆ ｅ ｓａ ｄ Ｃｒ ｓ ｗｏ ｔ ｉｅ ｓＲｅ ｕ ｒ ｍｅ ｔ ｆ
ｄ ｐ ｉ ｅ ｐ ｏ ｅ ｓ，ｔ ｅ ｔ ｉ ｋ ｅ ｓａ ｄ ｍ ａｅ ａ ｏ ｅ ｙ ｐ ｒ ｍ ｅｅ ｓｏ ｕ ｏ ｐ ｎ ｌ ｒ ｐ ｉ ｚ ｄ ｏ ｈ ｒ ｍ ｉｅ ｏ ｅ— ａ ｔｖ ｒ ｃ ｓ ｈ ｈ ｃ ｎ ｓ ｎ ｔ ｒ ｌｐｒ ｐ ｒ ａ ａ ｔ ｒ ｆａ ｔ ａ ｅｓａ ｅ ｏ ｔｍｉｅ ｎ ｔ ｅ ｐ ｏ ｓ ｆｍｅ ｔ ｉ ｔ
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新能源汽车电池包箱体结构的轻量化研究现状
1 前言电动汽车动力系统是一个机械和电气相结合的复杂结构体，设计时应充分考虑其刚度、强度、振动及使用寿命。
随着电动汽车对高能量密度和短时间充电的迫切需求，三元正极材料、快速充电技术的应用使锂离子电池极易发生机械滥用、电气滥用和热滥用，进而导致电池系统热失控和整车起火爆炸，故动力锂离子电池已成为新能源汽车动力系统领域研究的热点和难点。
电池包箱体（壳体）是电池包的主要承载部件，只有箱体的静、动态（刚强度、模态等）稳定，才能保证动力电池不出现滥用工况，使动力系统平稳运行。
本文针对新能源汽车电池包箱体轻量化途径（材料选择、结构设计和制造技术）的研究成果进行系统梳理，对主流电池包箱体轻量化技术进行阐述，并分析其研究重点和发展方向。
2 电池包箱体材料轻量化研究进展电池包箱体材料应具备电绝缘性、高散热性和化学稳定性等特点，箱体一般由上、下箱体和密封系统组成。
电池包质量占整车系统质量的18%～30%，而箱体质量约占电池包总质量的10%～20%。
目前普遍使用金属作为电池包箱体材料，复合材料由于其优异的比刚强度也逐渐受到重视。
2.1 电池包箱体用金属材料在电池包箱体所用的金属材料中，钢板材料的制造工艺简单、成本低，具有较好的导热性、抗冲击性和热管理能力，为箱体的常用材料，但其主要缺点是质量较大。
随着汽车轻量化设计理念的深入，铝合金因密度小、刚强度大和压铸性能好等优点，逐渐成为实现汽车轻量化的主要材料，目前已经生产出铸铝电池箱、铝板材电池箱和铝型材电池箱等产品。
其中，铝制电池包箱体的承载结构主要分为底板式和框架式[6]。
大众公司研究发现，框架承载式结构的箱体能满足不同结构的强度要求，更易实现轻量化。
此外，金属和塑料的结合也是实现电池包箱体轻量化的主要方式，如比亚迪-秦（Pro EV500）电池包的上、下壳体分别采用片状模塑料复合材料（Sheet Molding Com⁃pound，SMC）和高强铝。
考虑到成本、加工等因素，国内入门级和经济型电动汽车的电池包外壳多采用钢制箱体，部分新能源汽车电池包采用金属箱体材料，如表1所示。
同济大学材料科学与工程学院轻量化材料课题组简介
同济大学材料科学与工程学院轻量化材料课题组简介同济大学材料科学与工程学院轻量化材料课题组在莫凡教授和胡正飞教授带领下，主要从事新型轻量化材料开发应用、轻量化结构的服役行为及其失效分析与评价等方面的研究工作，具有显著的工程应用背景.课题组现有教师5人，在读博士和硕士研究生9人.近年来，在“十二五”国家科技支撑重大项目、国家重点研发专项、国家自然基金和上海科委重点项目等课题支持下，课题组开展了广泛的轻量化材料及其工程应用研究，内容涉及金属基复合材料、碳纤维树脂复 合材料制备，超高强度合金钢的工程化应用与评价和异种材料连接和工程应用等多个方面.课题组的研究 工作注重实验物理手段的运用，通过组织结构观察分析和数值模拟相结合的方法，深入理解材料组织结构 与性能关系，并结合到新材料开发和材料工程应用评价中去.在国内，课题组与中国中车、北京新能源汽车 和宝钢等大型企业实现了良好的产学研实质性合作，相关轻量化材料制备和工程应用项目的研究成果已经 应用到合作方的产品当中，包括新型轨道车辆和北京新能源汽车股份有限公司的新型轻量化汽车产品，这 些技术或产品工程应用为实现整车的轻量化，达到节能减排的目的提供了技术基础.在国际上，课题组与德 国德累斯顿工业大学、佐治亚理工大学等国外髙校进行了广泛的合作，实现了项目合作与师生交流.课题组已经发表学术论文将近200篇，出版专著3本，申请专利30余项.数年前，莫凡教授受科技部委派，在中国中车集团和同济大学支持下赴德国组建了中德轨道交通技术联合研发中心.通过与德国德累斯顿工业大学轻量化中心的全面合作，联合研发中心进行了轻量化列车车辆产业化制造方面的研究工作，取得了大量的研究成果，其中标志性的成果是中国中车正式发布了新一代碳纤维地铁车辆“CETROVO”.这一代车型是国际上首次在列车车辆上大规模应用碳纤维复合材料，实现了碳纤维复合材料在车体、转向架和司机室等车辆主承载结构上的全面应用.新型碳纤维轨道列车定型产品于2018年9月在德国举行的柏林国际轨道交通技术展 (InnoTrans 2018)上正式亮相并得国内外各方面的赞赏和高度评价.。
双相钢DP780在高应变速率下的力学本构表征研究
双相钢DP780在高应变速率下的力学本构表征研究项正波; 方刚【期刊名称】《《汽车工程学报》》【年(卷),期】2019(009)005【总页数】5页(P380-384)【关键词】双相钢DP780; 应变速率; 本构模型; 收敛; 精度提升【作者】项正波; 方刚【作者单位】麦格纳卫蓝新能源汽车技术(镇江)有限公司上海分公司上海201821; 中国汽车工程研究院重庆 401122【正文语种】中文【中图分类】TB301随着汽车轻量化与安全法规的要求日趋严格，尤其对于新能源汽车，高强度钢在车身结构上的应用也越来越广泛。
计算机辅助工程（Computer Aided Engineering，CAE）技术作为一种在汽车安全性能开发过程中的重要方法，相比传统的碰撞试验，具有缩短研发周期、节约开发成本、提高工作效率等优势。
准确的CAE分析离不开精确的材料力学行为表征，即材料在高应变速率下应力-应变行为的数学描述[1]。
金属材料在拉伸试验中主要经历3个阶段，即弹性阶段、塑性阶段和损伤阶段（表现为缩颈断裂），其中，弹性阶段和塑性阶段的转折点为塑性起始点，一般用塑性准则进行表征。
材料的本构关系是在大量的试验基础上，采用数学-物理模型建立材料本构方程。
通常材料在静态和动态条件下的力学行为表现差异很大，最直观的表现为材料应变速率敏感性[2]。
材料的应力与应变、温度、应变率都密切相关，其力学行为一般用热粘塑性本构模型来描述。
在较早的研究中，相关学者已经提出了一些用于描述多晶材料高应变速率下塑性变形的本构模型，常用的模型有：Johnson-Cook（JC）模型 [3]。
式中：σ为Mises流动应力；ε˙)为等效塑性应变；˙)为无量纲塑性应变率；A，B，C，n和m为材料常数；T * = ( T − T r ) /(T m −Tr)，T为试验温度，Tr为室温，Tm为材料的熔点。
Cowper-symonds（Cs）模型 [4] 。
式中：σ0为准静态应力；D，q为常数。
面向机器人的仿生机械手研究
面向机器人的仿生机械手研究随着机械工业和人工智能的不断发展，机器人已经逐渐成为现代工业生产和服务业的主要力量。
在机器人中，机械手是最为重要的部件之一。
然而，针对现实应用场景，目前常规的机械手往往难以满足要求，因此仿生机械手也逐渐成为了研究热点。
本文将从机械手的历史发展、仿生机械手的优势、研究现状、面向机器人的仿生机械手研究方向等多个方面全面探讨面向机器人的仿生机械手研究。
一、机械手的历史发展机械手最早出现在20世纪60年代，当时的机械手还比较粗糙，主要依靠传动机构实现运动。
随着电子技术、计算机技术和控制技术的不断发展，机械手也逐渐朝着更为智能化和灵活化的方向发展。
目前，机械手广泛应用于制造业、物流、医疗等领域，成为了现代工业生产和服务业的重要力量。
二、仿生机械手的优势与传统机械手相比，仿生机械手具有以下优势：1、灵活性更强：仿生机械手采用生物学设计原理，可以更好地模拟人手的结构和运动方式，从而实现更为灵活的运动。
在操作过程中，仿生机械手具有更好的适应性和灵活性，可以更好地适应复杂的操作环境。
2、控制精度更高：仿生机械手的运动轨迹和动作控制更为精确。
通过内置传感器和反馈机制，可以实现更为准确的动作控制和位姿控制。
3、应用范围更广：仿生机械手的应用场景更为广泛，不仅可以用于制造业、物流等传统领域，还可以应用于生物医学、卫生保健等领域。
三、研究现状目前，国内外的研究机构和企业都在加紧研究面向机器人的仿生机械手技术。
在国外，美国麻省理工学院等大学和机构在仿生机械手研究领域处于领先地位。
在国内，清华大学、上海交通大学等高校及中国科学院、中国航天科技集团等研究机构也在不断探索相关技术。
目前，面向机器人的仿生机械手研究的关键技术主要包括：1、仿生结构设计：仿生机械手的设计需要借鉴生物学的原理，模拟人手的结构和运动方式，并结合机器人领域的需要进行优化设计。
2、运动控制技术：面向机器人的仿生机械手需要能够实现精确的运动控制，在控制算法、传感技术、反馈机制等方面都需要进行深入研究。
车辆工程-上海交通大学
车辆工程（所属学院：机械与动力工程学院领域代码：085234）汽车工程研究院主要从事车辆工程技术研究及研究生培养的工作，其下设四个技术中心：汽车车身技术中心，汽车底盘技术中心，汽车电子技术中心和汽车发动机技术中心。
现有教授及研究员14位，副教授及高工20余位，博士及博士后100多人。
在汽车工程、汽车车身制造质量控制、轻量化和数字化，薄板冲压成型技术，汽车电子控制和车辆传动技术等方面取得了一系列重要成果，为企业创造了显著的经济效益，获得了国家、部委、上海市科技进步奖多项。
车辆工程学科各研究所与国内外著名企业集团建立了多个合作研究机构，下设汽车电子控制技术国家工程实验室、上海市数字化汽车车身工程重点实验室和美国通用汽车公司车身制造技术卫星实验室。
2003年开始招收车辆工程领域的工程硕士，受到上汽集团、东风汽车集团、无锡一汽、苏州金龙汽车公司及社会有关企业等许多单位的欢迎，并每年推荐众多优秀人才报考，至今已有近百人获得工程硕士学位。
一、培养目标为企业特别是大中型企业培养应用型、复合型的高层次工程技术与管理人才。
学位获得者应掌握车辆工程领域坚实的基础理论与宽广的专业知识以及解决工程问题的现代研究方法与技术，具有创新意识和独立担任车辆工程技术和工程管理工作的能力。
能比较熟练地阅读和翻译本工程领域的外文资料，并有良好的职业道德，热爱祖国，积极为我国的社会主义现代化建设服务。
二、主要研究方向●车辆数字化开发及系统集成●汽车先进设计理论与方法●车辆底盘虚拟样机技术●车身工艺设计与制造质量控制●混合动力驱动系统●汽车发动机燃油喷射与控制●汽车的电子控制技术●车辆系统动力学与控制●先进传动和自动变速技术●汽车振动与噪声（NVH）分析与控制●汽车碰撞与被动安全性●客车与特种车辆三、学制和学分1.工程硕士生的学制一般为两年半，其中累计在校学习时间不得少于半年。
超过三年半者必须办理延期手续，但最长学习年限不超过五年。
2. 采取“进校不离岗”的培养方式在职攻读工程硕士专业学位。
基于数据的轻量化感知融合方案
车辆工程技术28车辆技术基于数据的轻量化感知融合方案刘 姣,彭小权（上海交通大学,上海 200052）摘 要：自动驾驶等级分为L0驾驶辅助,L1辅助驾驶,L2部分自动驾驶,L3条件自动驾驶,L4高度自动驾驶和L5完全自动驾驶。
汽车的自动驾驶系统由感知、决策和执行三个模块组成，其中感知是自动驾驶系统的基础。
针对不同的驾驶等级，感知模块所配置的传感器种类、数量和系统的环境感知能力明显不同。
关键词：传感器；数据融合；过程分析0 前言 目前可以批量供货的车载传感器由提供目标轮廓信息的图像类和提供目标位置信息的雷达类。
图像类包括摄像头和（成像）激光雷达。
雷达类包含超声波雷达、毫米波雷达和激光雷达（测距）。
其中激光雷达的图像识别能力远远不如摄像头，但其具有所有雷达中最强的位置识别能力。
自动驾驶系统要获得完整的目标信息，融合技术必不可少，感知融合技术根据融合的信息类型包括：目标级的感知融合、特征级的感知融合和数据级的感知融合。
基于数据级的感知融合得到的目标信息，才能满足到L4/L5的感知需求。
1 传感器数据融合 L4/L5的感知模块输出的数据包括：环境建模、目标识别（类别、尺寸、距离和速度等）数据和目标跟踪（位置和轨迹等）数据等。
因此感知融合技术也分为环境数据融合、目标识别数据融合和目标跟踪数据融合。
一般来说，数据级的融合存在运算量特别大的问题，要求车载电脑具有很强的图像处理能力和数学运算能力同时要由冗余，因此通常会配置很多GPU 和CPU。
另外在特殊的场景对算法提出了更高的要求，例如目标域环境对信噪比不明显（从传感器的识别能力角度）的场景。
图1 明暗度不明显 图2 背景噪音影响雷达 目前的多传感器数据融合的常用方法随机概率和人工智能两大类。
随机概率类方法有加权平均法，卡尔曼滤波法，多贝叶斯估计法，D-S （Dempster-Shafer）证据推理和产生式规则等基础算法及其改进型。
人工智能及所说的AI （Artificial Intelligence）技术类则有模糊逻辑理论，神经网络，粗集理论和专家系统等，其中神经网络算法是目前研究最深入和应用最广泛的算法。
内燃机连杆大端轴瓦微动磨损试验与计算研究
内燃机连杆大端轴瓦微动磨损试验与计算研究
黄日宁;崔毅;徐兆辉;邢明才;翟旭茂;王延瓒
【期刊名称】《车用发动机》
【年(卷),期】2023()1
【摘要】随着内燃机功率密度的提升和对轻量化设计要求的提高,连杆大端轴瓦在承受较大的交变载荷以及振动附加载荷后其过盈接触面容易发生微动磨损,严重影响内燃机使用寿命和可靠性。
针对一款内燃机的连杆大端轴瓦,在实际的装配条件和载荷特征下开展微动磨损加速试验,并建立相应的微动计算模型进行应力及磨损分布规律研究。
结果表明:模型和试验结果较好吻合,连杆杆身大端表面应力在最大压载下由中间向两侧衰减,最大拉载下分布相反;大端轴瓦微动磨损程度要大于大端盖轴瓦,轴瓦边缘部分磨损程度要高于中心部分。
且磨损越严重,磨损后的表面粗糙度越大。
【总页数】7页(P13-19)
【作者】黄日宁;崔毅;徐兆辉;邢明才;翟旭茂;王延瓒
【作者单位】上海交通大学动力机械及工程教育部重点实验室;高新船舶与深海开发装备协同创新中心;潍柴动力股份有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TK402
【相关文献】
1.某型引进船用柴油机连杆大端轴瓦镀层剥落研究
2.关于连杆结构对大端轴瓦性能影响的研究
3.内燃机连杆大端轴瓦微动磨损及疲劳研究
4.船舶柴油机连杆大端轴瓦镀层剥落研究
5.某大型柴油机连杆大头轴瓦微动磨损分析
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铝合金车身结构
Audi A2 车身骨架（ASF） 重量仅249kg
奥迪A2：采用全铝骨架车身和铝合金蒙皮结构，使其总 重量减少到895kg，比采用传统钢材料车身减轻了43%。
上海交通大学 车身制造技术中心
汽车轻量化技术－汽车轻量化研究现状
优化后的零部件结构
上海交通大学 车身制造技术中心
汽车轻量化技术－汽车轻量化研究现状
汽车轻量化技术－关键吸能件的结构轻量化研究
(1)前纵梁的结构轻量化研究：
➢ 由于原前纵梁结构中诱导槽的不合理布 置使其在碰撞仿真过程中发生塑性铰式 变形，大大降低了前纵梁在碰撞过程中 的吸能量。
➢ 前纵梁的设计已基本定型，形状及大小 改动的余地不大。因此必须通过控制前 纵梁的不同变形形式，有效增加其吸收 能量的能力。
三、上海交通大学开展的研究工作
研究中心总体概况 车身制造质量控制技术 汽车板精益成形技术 数字化的车身工艺设计 车身产品与工装数字化设计 汽车轻量化技术
上海交通大学 车身制造技术中心
汽车轻量化技术－研究背景及总体方案
汽车轻量化是汽车工业跨越发展的方向
工业发达国家在汽车轻量化方面发展迅速，预 计21世纪轿车自重约为80年代的一半。 （2000年后，美国中型轿车的质量将减至1000Kg以下，
➢ 以有限元碰撞仿真方法为工具 ➢ 以经过试验验证的整车有限元碰撞模型为原型 ➢ 以保证耐撞安全性能、NVH性能为条件 ➢ 以利用轻量化材料、结构实现车身轻量化为目标
上海交通大学 车身制造技术中心
汽车轻量化技术－汽车轻量化研究现状
高强度钢板在车身上应用
上海交通大学 车身制造技术中心
汽车轻量化技术－汽车轻量化研究现状
汽车轻量化必须首先满足耐撞安全性能
上海交通大学 车身制造技术中心
研究背景
汽车轻量化必须符合车身外板防腐要求 加拿大及北欧地区国家制订了汽车车身外板 锈蚀及穿孔的最低年限法规，并作为强制性执 行标准 车身耐表面腐蚀5年，耐穿孔腐蚀10年
上海交通大学 车身制造技术中心
汽车轻量化技术－总体方案
汽车轻量化的研究方法：
➢ 碰撞仿真过程中，发现散热器下横梁 的中间部分变形比较大，是吸能的关 键部分。
➢ 增大结构刚度可以在同等变形的情况 下吸收更多的能量。
➢ 在散热器下横梁内板的中部加入二根 加强筋，增加结构刚度使得结构中间 部分在碰撞过程中发生类似闭口帽型 变形，充分发挥其吸能特性，同时减 薄外板与内板的厚度，在保证原有吸 能效果的前提下达到减重目的。
（力争在2005年12月拥有第一辆具有自主知识产权 的轿车，并通过年产量5万辆）
轻量化汽车自主开发能力形成必将进一步 推动本市经济发展。
（自主知识产权轿车的开发具有极大的经济效益和 社会效益）
上海交通大学 车身制造技术中心
汽车轻量化技术－研究背景及总体方案
轻量化的意义 轿车重量减轻10%
燃油消耗可 减少6%-8%
拼焊板成形技术
美国拼焊板的使用情况
上海交通大学 车身制造技术中心
汽车轻量化技术－汽车轻量化研究现状
管件液压成形结构
上海交通大学 车身制造技术中心
汽车轻量化技术－汽车轻量化研究现状
薄钢板液压成形技术
Punch Blank Holder
Blank
Loading
Pre forming
Reverse Drawing
Finished Part
上海交通大学 车身制造技术中心
汽车轻量化技术－汽车轻量化研究现状
变压边力控制成形技术
独立控制各局部压边圈，增 加控制金属流入模腔的灵活性
上海交通大学 车身制造技术中心
汽车轻量化技术－汽车轻量化研究现状
轻量化设计
车身零件减重效果： 10.96％
上海交通大学 车身制造技术中心
1260 kg
Audi A4
+ 160 kg
1310
Audi A4 重量变化
kg
1,8 l
1994 型 2002 型
上海交通大学 车身制造技术中心 Audi A4 neu 2,0 l
研究背景
轻量化----汽车材料的变化：
中档轿车重量的变化
1.400 kg
1.100 kg
1.150 kg
104 kg 58 kg 178 kg 40 kg 23 kg 138 kg
特点：汽车结构、轻质材料、制造工艺三者的密切结合。
上海交通大学 车身制造技术中心
研究背景
汽车轻量化必须满足耐撞安全性能
车身设计的要求： 碰撞能量必须能被车身结。
车身轻量化的要求： 不能盲目的减重，应在保证汽车整体性能不受 影响的前提下，最大限度地减轻各零部件的质量。
西欧中型轿车的质量将减至900Kg以下）
我国汽车工业与国际先进水平有显著差距，汽 车轻量化研究方面处于刚刚起步阶段。
采用汽车轻量化技术实现跨越发展是中国汽车 工业的必由之路。
上海交通大学 车身制造技术中心
汽车轻量化技术－研究背景及总体方案
汽车轻量化为钢铁企业提供了机会和挑战
上海市明确了上海汽车工业自主知识产权 轿车的发展目标。
实现节能
实现环保目标
减少排放
上海交通大学 车身制造技术中心
研究背景
汽车技术的发展---汽车的重量在攀升：
重量增加 8% 质量要求
15% 附件设备 22% 法规
22% 舒适性
30% 安全要求
重量减轻
Al- 车身, Mg- 变速箱外壳, Al- 轻质轮毂, Al- 底盘部件, 高强度钢板, 塑料件... - 110 kg
➢ 去掉原诱导槽，中间弯曲段加入斜对角 加强筋使得整个结构在碰撞过程中，吸 收足够的碰撞能量，耐撞指数更高，同 时减薄壁厚，在保证原有的吸能效果前 提下实现减重的目的。
塑性铰1
后段
中段
塑性铰2
前段
上海交通大学 车身制造技术中心
汽车轻量化技术－关键吸能件的结构轻量化研究
(2)散热器下横梁零件的结构轻量化研究：
其他材料 弹性材料
塑料 其他非贵金属 镁合金 铝合金
2000/2010
-17 % +6 %
+19 % +13 % +300 % +36 %
610 kg 钢板/ 铸铁
-10%
1970
2000
2010
Quelle: MERCER 2002
研究背景
汽车轻量化基本途径与特点
途径： 优化汽车结构，减少零部件数量 （使零部件薄壁化、中空化、小型化及复合化等） 采用轻量化材料 （高强度钢板、镀锌钢板、铝镁合金、复合材料等）