概括
- 我们通过拓扑优化验证了塑料油底壳的性能，其重量比原来的金属部件减轻了60％。
- 对油底壳法兰的翘曲进行了实测，并与相同注塑条件下的仿真结果进行了比较。在本次分析中，我们能够通过注塑分析获得成型后的高精度翘曲模型。
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介绍
减轻车辆重量对于减少二氧化碳排放至关重要，因为它直接影响燃油经济性。
我们评估了塑料油底壳的性能，通过
拓扑优化，该塑料油底壳的重量比原来的金属部件减少了 60%。对法兰翘曲进行了评估，因为翘曲的法兰不仅在装配过程中带来挑战，而且还会降低其油封能力。此外，由于机械完整性对油底壳也很重要，因此常进行结构和冲击分析。
在结构分析及冲击分析中，由于采用通过注塑成型分析得到的翘曲模型，因此翘曲模型的高精度化至关重要。
图1 油底壳
目的
实验结果与分析结果的比较
实验方法
利用CNC三维测量系统获得注塑件的翘曲度。在此分析中，使用了 LEONATM 14G33（PA66，GF33%）。
测量翘曲时，必须定义参考 XY 平面。这称为锚平面，可以定义为由任意三个点（锚点）组成的平面。
定义锚平面后，在法兰处等间隔测量48个点，确定Z向位移（图2）。 Z向位移等于正向位移与负向位移之差。
图2 测量点
仿真方法
使用 Moldflow (Autodesk) 进行翘曲分析。
可以在与注射成型相同的成型条件下进行翘曲分析。
通过计算Z方向位移来确认分析结果。
我们定义了与实际测量相同的锚平面并确定了结果（图 3）。
图3 Z向位移分析
结果
图 4 显示 CAE 分析的结果与实际测量结果吻合良好。
由于翘曲分析的结果非常准确，因此使用该模型进行影响分析。
图4 实验与解析结果对比
※虽然本分析以高精度再现了数据，但并不一定意味着分析值在所有情况下都与测量值一致。
※虽然本次分析以较高的精度再现了数据，但并不一定意味着分析值在所有情况下都与测量值一致。
什么是油底壳？
汽车发动机靠机油润滑，而油底壳是储存机油的重要部件。
它连接到发动机底部，并在其设计中有一个槽，称为油底壳，其中保留液体。
机油储存在油底壳中，泵吸取机油以润滑发动机的所有部件。
由于油底壳位于车辆下方，很容易因碎石而损坏。它还必须承受发动机油的温度。由于这些原因，耐热性和冲击强度是重要的材料特性。
图5 发动机舱
金属油底壳已成为常态，但也开始使用树脂油底壳，因为它们符合性能要求。
树脂油底壳的优点是减轻了重量。减轻车辆重量直接影响燃油经济性。
它还具有诸如由于更快的成型周期而降低成本等优势。
但是，有一个缺点：一旦移除，它会轻微变形，无法再次使用。
此外，由于树脂会随着时间的推移发生蠕变变形，因此必须专门重新设计垫圈和法兰几何形状，以满足金属油底壳中实现的密封性能。
为确保塑料油底壳设计得当，使用 CAE 分析模拟其行为非常重要。
我们能够进行各种分析，包括翘曲分析、结构分析、冲击分析等。
有关CAE的更多信息，请联系我们。
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