ABAQUS汽车油门踏板结构设计+文献综述(3)
汽车轻量化，使包括聚丙烯、聚氨酯、聚氯乙烯、热固性复合材料、ABS、尼龙和聚乙烯等在内的塑材市场得以迅速放大。近两年，车用塑料的最大品种--聚丙烯，每年以2.2%—2.8%的速度加快增长。预计到2020年，发达国家汽车平均用塑料量将达到500千克/辆以上。
目前国外汽车的内饰件已基本实现塑料化，塑料在汽车中的应用范围正在由内装件向外装件、车身和结构件扩展。今后的重点发展方向是开发结构件、外装件用的增强塑料复合材料、高性能树脂材料与塑料，并对材料的可回收性予以高度关注。统计显示，全世界平均每辆汽车的塑料用量在2000年就已达105千克，约占汽车总重量的8%—12%。而发达国家汽车的单车塑料平均使用量为120千克，占汽车总重量的12%—20%。如奥迪A2型轿车，塑料件总重量已达220千克，占总用材的24.6%。目前，发达国家车用塑料已占塑料总消耗量的7%—8%，预计不久将达到10%—11%。
对于中国来说，塑料在汽车行业的应用尚处于初级阶段。目前，塑料等非金属材料在国产车上的应用状况还比不上进口车。在欧洲，车用塑料的重量占汽车自重的20%，平均每辆德国车使用塑料近300千克，占汽车总重量的22%。与国外相比，国产车的非金属材料用量仍然偏少。国产车的单车塑料平均使用量为78千克，塑料用量仅占汽车自重的5%—10%。
1.3研究的目的和意义
目前国内技术水平比较落后，产品问题较多，要做出好的产品还需要时间，因此，近两年内，国内汽车电子油门踏板还将以国外产品为主。为了打破国外产品的垄断地位，尽快研制出性能稳定的国产电子油门踏板，需要对油门踏板的材料和结构提出更高的要求，这就要求对油门踏板的强度进行精确地模拟和预测。
随着电子控制系统的普及，电子油门已经成为了汽车的标准配件之一。相比传统拉线油门，电子油门通过ECU控制节气门开度，在车辆的燃油经济性和主动安全控制上有着无法替代的优势。因此，这对于油门踏板的强度、刚度、耐久性都有严格的要求，以便能精确地控制进气量，并延长踏板的使用寿命。工程师在缺乏设计依据的情况下，往往需要经历设计，试验，修改，再试验的反复过程来完成产品开发，导致开发周期过长。借助有限元计算，能够在产品设计早期对踏板的结构强度进行预测，减少试验风险，缩短开发周期。
本课题的意义在于，在轻量化设计的概念指导下，在油门踏板机构结构设计及零件材料选择上较传统油门踏板机构有了较大改善优化，并利用有限元分析软件ABAQUS对乘用车油门踏板失效现象进行分析研究，揭示油门踏板真实的应力应变分布规律，研究油门踏板对加速中应力分布的影响，为以后对油门踏板机构局部应力集中情况的理论研究提供参考数据，对实际工程具有一定的指导意义。
1.4研究的主要内容
本课题受企业委托，以长城炫丽为对标车，设计油门踏板机构结构形式，完成其空间布置及在不同工况下的CAE分析报告。
本文从轻量化的各个实施途径出发，涵盖油门踏板总体尺寸优化、零件形状优化、材料类型及零件规格型号优化选等轻量化工艺中多学科优化技术的应用等方面，对油门踏板进行了轻量化设计，并在此基础上，结合有限元技术，对不同工况油门踏板机构的应力分布情况进行了综合分析。
研究的主要内容：
1. 根据油门踏板空间位置，布置油门踏板机构。
2. 设计油门踏板，对结构进行轻量化处理，并满足相应国家标准，利用CATIA软件进行油门踏板的三文几何建模，提交油门踏板机构装配图。