合肥工业大学科技成果Word文件下载.docx
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该软件可对设计中的发动机进行摩擦学性能分析(包括摩擦功耗、机械效率、正常使用中是否会发生擦伤、预期摩损寿命、润滑系统与过滤系统工作性能与设计合理性等)给出分析结论。
2.针对设计分析提出的问题,我们可与发动机设计师合作提出改进方案,再通过软件系统进行分析,给出方案组中的最优解或优良解。
3.对使用中的发动机反映出的摩擦学问题,可通过该软件进行分析,判断是否是设计上的缺陷造成的。
愿与发动机生产企业与研究所合作。
通过商谈,在明确双方任务、满足双方利益的前提下进行合作。
※成果水平:
该项目已通过由机械工业技术发展基金会组织的专家鉴定。
参加鉴定的专家包括摩擦学、内燃机和润滑油三个学科专业。
汽车阻尼器特性测试分析及实验台
※成果简介:
对汽车减振用弹性体进行了不同硬度情况下的阻尼特性进行测试分析,为优化选择合适的弹性体提供了实验依据。
汽车阻尼器试验台是用于对轿车用各型阻尼器进行寿命、可靠性试验的装置,它实际是以不同的频率和位移激励阻尼器进行试验,由于该试验台位于二楼,当台架运转至某个频率附近时,会引起试验台剧烈的振动,并使楼板也发生强烈振动,本课题对试验台运动部件进行了动力分析和振动测试分析,根据分析结果设计了动力减振装置,试验台经安装减振装置后,振动大幅度降低,达到了大众公司的减振要求。
三维可视化仿真技术及发动机工艺仿真
作为虚拟制造(VM:
VirtualManufacture)的关键技术之一,三维可视化仿真技术是今年来发展非常迅速的一门技术,它是应用计算机对复杂的现实运作系统进行抽象和简化以形成系统模型,然后在分析的基础上运行此模型,从而得到系统一系列的统计性能。
由于仿真是以系统模型为对象的研究方法,而不用干扰实际生产系统;
同时由于计算机的快速运算能力,可以用很短时间模拟实际生产中需要很长时间的生产周期,因此可以缩短决策时间,避免资金、人力和时间的浪费。
另外,计算机还可以重复仿真,以优化实施方案。
它的一个重要应用是对制造系统和加工过程的仿真。
发动机工艺仿真研究正是利用这一三维可视化仿真技术,将仿真能力加到发动机生产过程模型中,以便快捷化评价生产计划,检验工艺流程、资源需求状况以及生产效率,从而优化制造环境和生产供应计划。
本项目通过对发动机生产线工艺布局、装配、物料配送等过程的仿真等,以达到发动机生产方案的优化。
当前,国外很多国际大型生产集团公司也都应用了生产系统的计算机仿真技术来预测和完善其生产,如美国CH、GE,韩国现代,日本丰田等公司都应用生产系统的计算机仿真来对生产系统的布置规划、调度管理、物流控制、信息规划等作出检验,并对生产系统可能出现的问题作出早期的判断,并提出相应的防范措施,节省了投资成本和运行周期。
※研究内容:
1.发动机生产线的工艺布局优化方案及数据分析:
分析生产线空间利用率;
作出工艺布局仿真模型,并且为不同的业务决策模拟运行过程(以最终纲领为依据):
分析生产线的负荷平衡问题,提高各种设备利用率,提高生产线的效率;
研究系统在动态运行时是否会由于布局本身的不周而发生阻塞和干涉。
2.建立发动机生产车间的仿真模型:
(1)实体模型:
发动机机加、装配、试验、仓储等工艺布局的三维模型;
(2)工艺流程仿真模型:
装配、机加工工艺流程、试验工艺流程、辅助生产工艺流程、物料搬运过程等数据模型。
3.发动机车间量产后的物流分析及物料配送计划:
(1)统计相关数据求出物流量和各种路径的物流强度等,提出方案减轻物流量大的路径或单元的压力,达到运输路线的最优化;
(2)输出物料配送计划,通过人工修正和补充提出合理的配送计划:
(3)建立物料库存的动态仿真模型,动态模拟库存状态,提出方案减少库存投资和确定合理的库存量。
4.发动机车间生产、物流成本分析报告:
输出生产成本,计算物流成本在生产成本中的比重,提出报告并分析原因。
后驱动桥总成噪声振动检测及故障识别
汽车噪声是一个包括各种性质噪声的综合噪声源,其主要噪声源可分为:
发动机、冷却系、排气系统、进气系统、传动系、轮胎及空气动力噪声。
在这些噪声源中,有的与发动机转速有关,有的与汽车速度有关。
后桥减速器总成是汽车驱动桥的主要部件,噪声是其主要指标之一。
HF17030减速器总成是单级减速,其噪声与韩国同类产品相比相差5分贝左右。
噪声的高低直接影响减速器总成的寿命和噪声排放。
影响减速器总成噪声的因素是多方面的,有轴承、零部件、齿轮、装配精度和人的素质;
为使减速器总成噪声能与国外同类型产品相接近,提高产品的可靠性,有必要对减速器总成噪声及影响噪声的根源作深入分析。
本项目以HFl7030减速器总成中传动副的振动、噪声为焦点,通过建立后桥噪声与振动检测实验台以及研制开发后桥噪声振动测量分析诊断系统,全面展开研究工作,层层分解减速器总成中传动副误差传递的关系,找出问题的关键。
研制开发具有调速、控制、测量、分析、诊断、显示、存储、打印、档案管理等一系列功能的实验台。
这对汽车底盘整个传动系零部件的可靠性设计具有重要意义。
(1)设计与建立噪声测量与振动测量硬件系统;
(2)设计与建立噪声测量与振动测量分析软件系统;
(3)设计与建立后桥总成噪声振动异常故障诊断软件系统;
(4)设计开发操作简便的测量分析管理控制软件系统;
(5)建立对后桥总成进行噪声振动检测和对噪声异常进行故障诊断的试验台。
该项目为交钥匙工程。
特种车辆移动综合监管与快速响应系统
C-DFS05车辆监控系统:
应用无线定位技术对特种车辆及移动目标进行实时定位,利用移动通讯网络进行语音指挥和实时数据传输,以电子地图和空间信息管理系统(GIS)为支撑平台,具备定位跟踪、监控报警、反劫防盗、指挥调度和信息查询管理一体化的特种车辆移动综合监管与快速响应系统。
面向110、122和银行运钞车等特种车辆用户,提供行车路线监控、车内车外视频图像实时无线传输、事故快速响应、点对点呼叫指挥等功能;
解决现有的汽车动态管理问题。
系统广泛应用于个人汽车用户,特种行业车辆,公安、交通和路政部门,公交公司和出租车公司。
系统结构图如下:
C-DFS05车辆监控系统的功能具体包括:
★实时定位:
实时获取车辆的位置。
采用gpsOne定位技术,精度高、速度快,并且可以在地下车库等GPS定位装置无法定位的地点进行准确定位。
★视频监控:
将摄像头采集到的车内、车外的视频图像通过CDMA网络实时发送给监控中心。
可对银行运钞车、军警车等特种车辆实现全程视频监控。
★智能防盗:
车辆处于防盗警戒态时,如发生车门开启、车辆位置移动或者车载装置被破坏等情况,监控中心自动向车主报警。
★紧急呼叫:
司机遇特殊情况时可触发“紧急呼叫”按钮后,车载终端即刻自动拨打监控中心报警电话,然后启动视频传输,监控中心将根据车内实时状况采取应对措施。
★流量检测:
监控中心可对装有车载终端的车辆实行网络定位,根据大量汇总至监控中心的车辆位置、速度信息,提取道路流速信息,再据此进行道路流量控制。
汽车车架实验台研究开发
车架是汽车各总成的安装机体,它将发动机、底盘和车身等总成连成一个有机的整体,即将各总成组成为一辆完整的汽车。
同时,车架还承受汽车各总成的质量和有效载荷,并承受汽车行驶时所产生的各种力和力矩,即车架要承受各种静载荷和动载荷。
车架是汽车的关键部件,其质量和性能的好坏,直接影响到整车的性能,如平顺性、舒适性、安全性、经济性等。
虽然现代设计方法,如CAD、优化设计、有限元等,已能解决车架设计的许多问题,但由于车架尺寸比较大、结构和受力情况比较复杂,理论设计计算的结果还需要通过实验不断修正。
因此,对于批量生产车架的企业,十分需要车架试验台。
(1)汽车行驶工况及车架所受载荷工况的分析研究,通过有限元分析研究车架在各种载荷状况下的应力、应变大小和模态,为试验台的方案设计打下基础;
(2)根据车架所受载荷工况的统计分析结果,提出车架试验台的试验内容、试验方法和测试的标准;
(3)试验台的加载装置设计研究;
(4)动力液压系统的选型匹配设计研究;
(5)静载和动载下的应力应变检测系统的方案研究;
(6)疲劳寿命检测系统的方案研究;
(7)大变形及刚度检测系统的方案研究;
(8)车架模态测试系统的方案研究;
(9)测试系统硬件和软件选型及后处理软件的方案研究。
※基本结构:
①基础平台:
由两层带燕尾槽的平台构成,用于安装液压油缸、加载支座、减振器等;
②加载支座:
由四个支座组成,用于固定车架并可方便地模拟实际工况在各种加载点加载;
③动力液压系统;
④应力和应变检测系统;
⑤疲劳寿命检测系统;
⑥变形及刚度检测系统;
⑦控制系统。
※基本功能:
①所加载荷要接近实际工况,且加载点可调;
②车架进出方便;
③载荷大小可调,载荷的形式可调,载荷的频率可调;
④测量的方式要简便,测量的精度要满足规定的要求。
汽车离合器分离轴承可靠性提高研究
汽车离合器轴承单元的作用是借助于轴承的轴向位移实现连接或切断发动机与传动系统之间的动力联系,从而完成汽车的平稳起步、停驶和变换档位,并对传动系统的超载进行保护。
其工作在高速、强振、高温和湿污等条件下,分离循环次数甚至多达百万次以上,因此,要求轴承单元具有良好强度与韧性、耐冲击、耐磨损和接触疲劳性能等,避免轴承失效后发生异常响声、离合间隙难调整,以及引起振动与噪声,乃至轴承卡死等问题。
在适应汽车的发展要求方面,钢制轴承单元在耐摩擦磨损和自润滑能力还有待增强,使用寿命和可靠性需进一步提高。
陶瓷轴承具有金属材质轴承不可比拟的优异性能,陶瓷轴承在许多领域完全可以代替正在广泛使用的金属轴承。
同等工况条件下,使用寿命是耐热轴承的5-10倍,不锈钢轴承的5-15倍。
而且,纳米技术可以进一步提高陶瓷轴承的性能,促进纳米材料实用化。
瑞典的SKF,德国的FAG,日本的NSK和美国的Temken等都在开发、研制陶瓷轴承,国内一些高校和研究单位也在开展这方面的工作。
迄今为止,国际陶瓷界已确认有数10种陶瓷材料应用在汽车制造方面,实现一系列优点。
纳米技术应用于陶瓷材料,可进一步提高陶瓷材料的韧性和可靠性,拓展陶瓷材料的应用领域。
本项目采用纳米陶瓷复合材料制造离合器轴承,提高离合器分离轴承自润滑能力,延长使用寿命,增加其可靠性。
※研究内容
(1)汽车离合器分离轴承单元材料与结构评价分析;
(2)离合器分离轴承设计;
(3)采用纳米陶瓷复合材料制备离合器分离轴承单元;
(4)纳米陶瓷复合材料轴承单元性能检测与制备工艺调整;
(5)分离轴承试验装置设计与制造;
(6)纳米陶瓷复合材料轴承单元寿命与可靠性考核。
※研究目标
采用纳米陶瓷(Al2O3/Si3N4)复合材料制造汽车离合器分离轴承,达到提高分离轴承的自润滑能力、延长使用寿命和增加其可靠性。
汽车欧Ⅲ排放达标研究
内燃机的发明以及由此而产生的汽车的发明,在过去的一个多世纪里,曾经极大的推动了工业革命,但是另一方面,内燃机的应用尤其是在汽车上的应用,正在极大的破坏人类赖以生存的地球环境。
据统计,在城市中,78%CO、45%NOx、37%VOC来自于交通运输车辆。
臭氧层的黑洞、温室效应、酸雨、光化学烟雾等等,这些正一步一步的威胁着我们人类的生存。
面对越来越严格的汽车尾气排放法规,在内燃机领域内已经取得了一些突破性进展。
通过进一步深入研究燃烧机理,优化燃烧室的结构;
通过直喷、稀燃、多点喷射技术来改善燃烧过程;
采用电子喷射和电控技术来改进点火系统和燃料供给系统;
采用EGR技术和尾气进化器来限制尾气排放量,从而有效地改善了现代汽车的尾气排放,降低了汽车对环境的污染。
因此,一个现代化的具有低排放的汽车是多种高新技术成果的体现与凝结,它集中体现了一个现代化企业的水平和实力。
如何在汽车发动机现有的生产工艺基础上,通过适当的技术改造和资金投入,使其排放达到欧Ⅲ标准,是一个具有战略意义的重要科技问题,对于汽车经济的发展有特别重要的意义。
因此,开展汽车欧Ⅲ排放达标研究是当务之急的课题,其应用前景十分广阔,可为占领未来的中国市场提供坚实的技术基础。
废气再循环(EGR)功能的实现;
两级三元催化转化器与整车的匹配;
根据机械系统匹配需要,对电控系统提出要求。
高性能汽车刹车片纳米改性关键技术
汽车制动摩擦材料是汽车摩擦式制动器的关键材料,它影响汽车的可靠性和行车及人身的安全。
我国长期以来制动材料均是采用石棉作为增强纤维与粘合剂、摩擦性能调节剂三种材料均匀混合后在高压高温下成型,并经后处理制成。
由于它性能差,污染环境,致癌等,因此第二代半金属无棉摩擦片的材料研制和生产工艺成为汽车制动材料的主要研发内容。
本项目对半金属刹车片材料进行纳米改性,利用纳米AlN良好的导热性和稳定性,达到粘接剂树脂材料显著提高耐热性和摩擦磨损性能,同时改变填料组成和配比,保证纳米材料在提高刹车片材料的抗热衰退、热稳定性和综合力学性能方面发挥作用。
采用冷压成型和后继处理,获得的纳米改性刹车片具有良好的摩擦特性和安全性、环保特性。
随着我国汽车工业的发展,汽车刹车片的市场广阔,尤其是高性能刹车片更是缺乏,半金属刹车片将具有广阔的市场。
高性能汽车刹车片的研制必将对于占领和开拓国内外市场,发展新的经济增长点和地方工业,对于国内迅速发展的汽车行业也提供了技术支持,在节能、节材、降耗和防污染等方面起到重大作用,具有显著的社会和经济效益。
※研究目标及内容:
通过纳米AlN对汽车刹车片材料酚醛树脂粘接剂改性和添加纳米SiO2填料组成优化设计,获得高性能汽车刹车片的材料纳米改性技术和制造工艺。
研究添加纳米AlN对提高酚醛树脂粘接剂的抗热衰退作用及强化作用;
添加纳米SiO2填料并进行组成优化设计,从而增强刹车片的整体摩擦性能。
※拟解决的技术、工艺关键:
(1)纳米AlN对酚醛树脂的改性与刹车片热性能匹配;
(2)纳米SiO2在填料中的作用与复合量确定;
(3)纳米微粒表面修饰与分散处理;
(4)填料组成设计与性能匹配关系确定;
(5)半金属摩擦复合材料成型工艺与性能定型。
汽车模块化设计方法应用研究
“模块化设计”是在进行产品功能分析的基础上,将产品的总功能分解为若干层次较低的、可互换的、独立的基础单元模块,根据用户的具体设计要求,通过对功能模块的选择与综合,快速设计出具有不同系列、不同性能、不同用途的各种新产品,满足市场对产品设计、制造的快速性要求。
产品创新、快速响应设计和制造是企业赢得市场、获取利润、争取生存和发展空间的重要技术。
研究产品快速响应市场的设计和制造技术,对我国企业有着特殊的意义。
对于汽车行业而言,21世纪整车发展趋势是系列化、模块化、轻量化、小型化、电子化(自动化,智能化)及个性化。
其中系列化与模块化又被摆在了优先发展的战略地位上。
目前,世界各大汽车集团对此都在加紧研发,利用模块设计思想和平台战略,提高零部件的通用化程度,尽可能减少底盘品种和数量,以达到用较低的成本和较少的总成来生产较多系列车型的目的。
在“模块化”生产方式下,汽车技术创新的重心在零部件方面,零部件要超前发展,并参与汽车厂商的产品设计。
而汽车厂商方面要进行汽车模块的选择和匹配设计,优化汽车设计方案。
采用“模块化”生产方式将有利于提高汽车零部件的品种、质量和自动化水平,提高汽车的装配质量,缩短汽车的生产周期,使汽车厂商能够在激烈的市场竞争中占据有利地位。
使汽车的各大总成能实现整体设计、调整并装配,使汽车整体设计实现程序化,并具有一定的柔性和智能性。
为建立企业内部的汽车模块化标准进行前期预研工作,进而为建立我国汽车行业的模块化标准做准备。
在模块化设计这一先进的现代设计方法的思想指导下,在计算机辅助技术、数据库管理技术,工程数据库技术、系统工程方法、机械以及管理等学科的理论基础上,研究汽车模块化设计的关键技术。
※拟解决的关键问题:
(1)拟定所研究汽车,进行产品功能分析,拟定产品系列型谱;
(2)对所研究汽车进行模块划分;
(3)建立具有标准、可参数化的标准件库;
(4)创建能够快速响应市场的汽车定制系统。
复杂件成形模拟及工艺参数优化
覆盖件等复杂零件的冲压加工是汽车制造的重要组成部分。
在其冲压成形过程中,零件的起皱、破裂等对原材料的成形性、毛坯的几何形状及定位、冲压方向、拉深筋的形式及布局、摩擦润滑条件、压边力的大小等许多因素都极其敏感,成形工艺复杂,经常造成工艺缺陷甚至成批报废。
工艺设计直接关系到产品的质量、成本、生产效率和模具使用寿命。
近年来,数值模拟技术逐渐成为汽车复杂零件板料成形工艺和模具的优化设计的主要辅助工具。
采用数值模拟技术在计算机上模拟复杂零件成形的全过程,可以观察并深入分析各工艺参数和材料参数对成形性的影响,对成形中的起皱和破裂等成形质量进行预测。
从而帮助设计人员准确评价复杂零件成形工艺设计的可行性,缩短开发周期;
并进行缺陷的预测和分析,完善实际生产方案,确定最佳参数,改善复杂零件生产质量,降低成本。
因此,计算机数值模拟技术已经成为研究复杂零件成形性能的一个强有力的手段,具有不可替代的优势。
在复杂零件成形的有限元数值模拟中,有限元建模〔包括造型和曲面网格划分〕的工作量占去了绝大部分时间,可以在相似理论的基础上将工件形状加以简化,从而更有针对性地研究工件成形过程中出现的问题并加以解决,也便于通过物理实验来研究其成形特点。
※研究目标:
以“左右车门柱后外板”的成形工艺为基础,结合物理模拟成形试验,建立较为精确的起皱、破裂等工艺缺陷的预测计算模型;
建立合理的有限元模拟模型,通过对成形过程进行模拟和深入分析,揭示工艺参数对成形性的影响规律,选择高效的工艺参数优化算法,由此提出控制变形的合理方法及工艺参数优化的原则,优化成形工艺,改善成形质量。
(1)以典型复杂件如“左右车门柱后外板”作为研究对象,分析其现有工艺及缺陷成因;
(2)设计并进行物理模拟试验,基于人工神经网络研究工艺参数对成形的影响规律及起皱、破裂等工艺缺陷的形成规律;
(3)以拉深筋、气垫压力、气垫高度等成形工艺参数作为设计变量,以起皱准则和破裂准则作为目标函数,对工艺和成形质量进行优化;
(4)建立有效的起皱、破裂等模拟模型和等效拉深筋阻力模型;
(5)对成形过程进行模拟,定量分析变形场和厚度场及起皱、破裂的发生、发展情况,探索最佳成形条件,对成形质量进行优化。
固体氧化物燃料电池
随着人们对环境保护的日益重视,以及缓解石油资源紧缺所带来的能源危机,作为一种使用洁净能源的电动汽车必将得到越来越多的使用,特别是燃料电池汽车的研制被汽车界人士认为将带来汽车工业的一大革命。
燃料电池是一种把化学能直接转化为直流电能的电化学装置。
它不受卡诺循环的限制,其能量转换率高,污染小,是21世纪洁净发电方式之一。
研究表明,燃料电池汽车的有害气体的排放量减少99%,电池转换效率约为内燃机的2.5倍,是继内燃机之后的汽车最佳动力源之一。
固体氧化物燃料电池是继碱质型、磷酸型、熔融碳酸盐型和固体聚合物型之后出现的一种新型全固体燃料电池,具有以下优点:
使用全固体组件,不存在对漏液、腐蚀管理问题;
可以用天然气作燃料,通过内部或外部重整利用石化燃料,有利于环境保护;
不需要使用贵金属催化剂,从而节约了贵金属;
余热温度较高,可以直接利用;
可忽略正负极极化损失,极化损失集中在电解质电阻上;
电解质的性能较稳定,抗毒性较好;
连续供给燃料、氧化物,电池就可连续发电。
发展电池材料的价电子结构设计理论,以便为设计高性能电池材料奠定理论基础;
制备出电池材料所需的纳米级原料粉末,并制备电解质材料薄膜和厚膜(两种不同的电池设计方案分别采用薄膜和厚膜);
制备出与电解质材料相匹配的多孔电极材料;
将所制备的材料组装成汽车用固体氧化物燃料电池的单电池;
设计出适合汽车用的大功率的电池堆。
制备固体氧化物燃料电池所需的电池材料,并组装成单电池;
对所制备的电池材料进行性能测量,并不断进行成分和工艺优化,以便制备出符合电池要求的电池材料;
对组装的单电池进行性能测量,研究单电池的工作机理,为电池堆的设计组装打下理论和实践基础;
研究制备技术对电解质膜的成膜机理、测量膜的结构、应力、电导率和热震性及膜与基体的结合力等,并探讨制备技术对膜性能的影响,为电池制造提供理论依据;
编制计算机程序计算不同元素掺杂及不同掺杂量对电解质材料价电子结构的影响;
编制计算机程序计算多种元素掺杂及不同掺杂量对电解质材料价电子结构的影响;
编制计算机程序计算电池组成材料的价电子结构,建立电池材料的性能与价电子结构的关系,计算适合电池性能要求的材料成分,并进行实验验证。
汽车门窗、冰箱密封条专用材料
※项目简介:
密封条专用料以通用塑料为基体树脂经改性而成,专门用于制备冰箱、冰柜等密封条;
亦可用于制备汽车门窗、住宅门窗等密封条,取代传统的橡胶密封条,既提高生产效率,又大大降低成本。
※性能指标:
耐寒性能、弹性
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