摘要
- 我們通過拓撲優化驗證了塑料油底殼的性能，該油底殼的重量比原始金屬部件減輕了 60%。
- 對油底殼法蘭的翹曲進行了實測，並與相同註塑條件下的仿真結果進行了比較。在本次分析中，我們能夠通過注塑分析獲得成型後的高精度翹曲模型。
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介紹
減輕車輛重量對於減少 CO 2排放至關重要，因為它直接影響燃油經濟性。
我們評估了一個塑料油底殼的性能，該油底殼的重量通過
拓撲優化比原來的金屬部件減少了 60%。對法蘭翹曲進行了評估，因為翹曲的法蘭不僅在裝配過程中帶來挑戰，而且還會降低其油封能力。此外，由於機械完整性對於油底殼也很重要，因此最常進行結構和衝擊分析。
在結構分析和衝擊分析中，由於使用了通過注塑成型分析獲得的翹曲模型，因此翹曲模型的高精度至關重要。
圖1 油底殼
目的
實驗結果與分析結果的比較
實驗方法
利用CNC三維測量系統獲得注塑件的翹曲度。在此分析中，使用了 LEONATM 14G33（PA66，GF33%）。
測量翹曲時，必須定義參考 XY 平面。這稱為錨平面，可以定義為由任意三個點（錨點）組成的平面。
定義錨平面後，在法蘭處等間隔測量48個點，確定Z向位移（圖2）。 Z向位移等於正向最大位移與負向最大位移之差。
圖2 測量點
仿真方法
使用 Moldflow (Autodesk) 進行翹曲分析。
可以在與註射成型相同的成型條件下進行翹曲分析。
通過計算Z方向位移來確認分析結果。
我們定義了與實際測量相同的錨平面並確定了結果（圖 3）。
圖3 Z向位移分析
結果
圖 4 顯示 CAE 分析的結果與實際測量結果吻合良好。
由於翹曲分析的結果非常準確，因此使用該模型進行影響分析。
圖4 實驗與解析結果對比
※雖然該分析以高精度再現了數據，但並不一定意味著分析值在所有情況下都與測量值一致。
※Although this analysis reproduced the data with a high degree of accuracy, it does not necessarily mean that the analyzed values match the measured values in all cases.
什麼是油底殼？
汽車發動機靠機油潤滑，而油底殼是儲存機油的重要部件。
它連接到發動機底部，並在其設計中有一個槽，稱為油底殼，其中保留液體。
機油儲存在油底殼中，泵吸取機油以潤滑發動機的所有部件。
由於油底殼位於車輛下方，很容易因碎石而損壞。它還必須承受發動機油的溫度。由於這些原因，耐熱性和衝擊強度是重要的材料特性。
圖5 發動機艙
金屬油底殼已成為常態，但最近也開始使用樹脂油底殼，因為它們符合性能要求。
樹脂油底殼的最大優點是減輕了重量。減輕車輛重量直接影響燃油經濟性。
它還具有諸如由於更快的成型週期而降低成本等優勢。
但是，有一個缺點：一旦移除，它會輕微變形，無法再次使用。
此外，由於樹脂會隨著時間的推移發生蠕變變形，因此必須專門重新設計墊圈和法蘭幾何形狀，以滿足金屬油底殼中實現的密封性能。
為確保塑料油底殼設計得當，使用 CAE 分析模擬其行為非常重要。
我們能夠進行各種分析，包括翹曲分析、結構分析、衝擊分析等。
有關CAE的更多信息，請聯繫我們。
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