基于多尺度材料设计、结构拓扑优化与多场耦合仿真的轻量化双A臂结构关键技术
需求类别: 技术研发(关键、核心技术)
技术领域: 关键核心基础件
合作方式: 委托研发
技术转让(合作)费最高金额: 200.0万元
信息描述
需求详情:
1、需求解决的技术问题 我国在双A臂结构件的材料基础研究与数据库、集成设计与仿真能力、全流程晶粒精细化控制等技术领域,与国际巨头存在较大差异。项目在前期研究基础上,进行多尺度材料设计、结构拓扑优化、多场耦合仿真等技术攻关,实现高性能轻量化双A臂结构的总体研发目标。 2、技术需求提出背景及技术应用领域需求 铝合金控制臂是汽车双A臂悬架系统的核心部件,制备高性能、轻量化双A臂构件,满足高强度、耐腐蚀、长服役寿命的汽车底盘服役条件,解决双A臂复杂结构局部应力集中区域容易出现组织不均匀,导致的“拉伤”“粗晶环”等制造工艺难题,并进行综合验证。 3、技术难点 ①高强铝合金力学性能及耐腐蚀性能不足; ②异形截面锻件成形中存在流线中断与粗晶缺陷; ③多轴耦合加载试验体系缺失导致俢个验证失真。 4、主要技术经济指标 ①面向高性能悬架系统的铝合金材料多尺度设计与组织性能调控: ·建立Al-Mg-Si-RE-Zr系合金成分-工艺-组织-性能映射模型1套; ·提供Mg/Si比、稀土及Zr元素优化配比范围及析出相控制理论依据; ·材料室温性能:抗拉强度≥380MPa,屈服强度≥310MPa,延伸率≥10%;高低温性能(-40℃~120℃)波动≤10%; ·耐腐蚀性能不低于6082铝合金,并提供腐蚀机理分析报告。 ②动态性能与工艺约束的双A臂结构多目标拓扑优化及集成方法: ·提出适用于双A臂结构的动态载荷下多目标拓扑优化数学模型1套; ·开发融合制造工艺约束(如锻造拔模角、壁厚限制)的优化算法; ·提供优化重构后的参数化模型及强度/刚度/NVH/疲劳多学科校核报告; ·实现减重≥20%,纵向/侧向刚度提升≥10%,模态频率≥25Hz。 ③铝合金双A臂构件多场耦合成形仿真与残余应力控制: ·建立锻造成形-热处理多场耦合仿真模型1套,实现等流速金属流动调控; ·提出残余应力形成与演化数学模型,精度误差≤15%; ·开发基于控温控压与振动时效的残余应力消减工艺,使尺寸变形量控制在±0.2mm以内; ·提供金相组织预测与实验验证对比报告。 ④双A臂结构多轴耦合加载与高保真虚拟实际协同验证方法: ·构建多轴耦合加载下结构疲劳-振动多物理场仿真模型1套; ·提出台架-虚拟试验数据融合与模型修正方法,实现响应误差≤20%; ·形成基于实际路谱的台架加载谱编制理论方法; ·完成台架试验验证报告,包括疲劳、强度、NVH性能的协同评价结果。