赵新民 白海涛 常晓峰 靳永军

(海马汽车有限公司，郑州 450000)

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轻量化技术是降低排放，提升汽车燃油经济型的有效途径。仪表板管梁(CCB)的轻量化，国内外研究及工程应用主要体现在两个方面：一是通过使用密度小、性能优的新型材料替代钢制管梁达到减重效果；二是通过有限元分析，在保证性能的基础上进行结构优化，完成管梁的轻量化工作。

在新材料应用方面，2005年，Naiyi Li使用有限元计算和实验相结合的方法，验证了镁铝合金仪表板管梁可使原重12 kg的CCB减重50%[1]。2011年同济大学高云凯等人通过模态和碰撞分析，证明挤压成型的镁铝合金可以满足相应的性能要求[2]。虽然镁铝等轻金属在仪表板管梁减重方面有较大优势，但因导致材料成本提升，加工工艺不成熟等问题而难以推广。钢制仪表板管梁仍是各主机厂设计、生产的主流[3]。钢制管梁的轻量化研究主要通过计算各构件的模态因子(质量—模态因子，厚度—模态因子，结构—模态因子)，定量比较需优化的具体目标[4]。2014年，宣海军等人以仪表板管梁的一阶模态为约束，通过灵敏度分析，对各支架板厚进行优化设计，使管梁模态达标的情况下实现了轻量化的目的[5]。

本文利用有限元软件，通过灵敏度分析对仪表板管梁关键钣金件的灵敏度予以识别，对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。……