利用泡沫铝隔板的汽车地板轻量化技术

专题

利用泡沫铝隔板的汽车地板轻量化技术

随着人们对汽车品质的要求越来越高，降低车内噪声越来越受到人们的重视，其不仅影响乘员的乘坐舒适性，还可能影响汽车厂商市场竞争力。汽车行驶过程中，通过地板传输的噪声占据了车内噪声的很大一部分。如何有效避免和控制通过地板传输的噪声，成为了汽车行业中的一个重要难题。单纯增加汽车地板厚度和质量可以降低噪声的传输，但是这将使汽车的质量增加，降低汽车的燃油经济性。因此，提出了一种用于汽车地板轻量化的隔板，通过该隔板的使用，能够在降低地板噪声传输的同时，实现地板的轻量化。

传统汽车地板采用高强度钢冲压成形，而泡沫铝具有低密度、高比刚度和良好的隔声性能，但为保证车身地板的强度，不能使用泡沫铝完全替代原本的高强度钢。因而，可通过采用降低原本高强度钢汽车地板的厚度并结合使用一块泡沫铝隔板的方法，这样在保证汽车地板强度的同时，可改善汽车地板的隔声性能，实现汽车轻量化。应用泡沫铝隔板时，将汽车地板设计为3层结构：上下两层为高强度钢板、中间层为泡沫铝隔板，通过粘接的方式连接。

利用有限元软件对所设计的汽车地板和传统高强度钢汽车地板进行强度和声学特性分析。建立有限元模型时，采用三维壳单元。将汽车地板与车架的4个接触点设置为6个自由度约束，并将座椅质量和乘员质量以集中质量的方式作用在汽车地板的4个座椅连接点，记录两种汽车地板的最大变形量并进行对比。对比结果表明，相比于传统高强度钢汽车地板，新设计的汽车地板隔声性能显著改善，最大变形量减小了12%，而汽车地板的质量减轻了25%。

Arnaud Duval et al.SAE 2016-01-1851.

编译：陈丁跃