基于回收再利用的多材料車門選材方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種多材料車門選材方法，更確切地說，本發(fā)明涉及一種基于回收再 利用的多材料車門選材方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著汽車保有量的迅猛增加，能源供給緊張和環(huán)境污染問題日益突出。很多學(xué)者 和專家針對汽車的節(jié)能減排問題進(jìn)行了大量的研宄，其中最有效的手段之一便是汽車輕量 化。汽車自重每降低10%，一般降低油耗6%~8%，減少C02排放13%。汽車車身占整車 總重的40%左右，汽車運(yùn)行過程中約70%的燃料是消耗在車身質(zhì)量上，車身成為汽車輕量 化的關(guān)鍵。在20世紀(jì)90年代中期以前，車身選用的材料主要是低碳鋼，隨后為了改善重量 和碰撞安全性，越來越多汽車前端結(jié)構(gòu)的材料逐漸變成了高強(qiáng)度鋼，目前為了進(jìn)一步優(yōu)化 車身重量，先進(jìn)高強(qiáng)度鋼、鋁合金、鎂合金、碳纖維增強(qiáng)聚合材料等新材料在汽車車身上的 應(yīng)用比例逐步升高。隨著多種新型輕量化材料的不斷涌現(xiàn)，以及成形、連接技術(shù)的不斷革 新，多材料結(jié)構(gòu)車身成為行業(yè)關(guān)注的熱點(diǎn)。但是，由于車身材料的強(qiáng)度、剛度比較大，使得材 料的使用壽命比較長，在汽車更新?lián)Q代之后這些車身材料就會被遺棄或者少部分得到再利 用，造成了資源的浪費(fèi)，也不利于環(huán)保。目前，國內(nèi)外的汽車行業(yè)在材料的回收利用方面依 然有很大的空白，尤其是多材料的選材方法更是無人提及。本發(fā)明正是為了填補(bǔ)這個空白 并且積極響應(yīng)國家的環(huán)保政策，實(shí)施汽車的綠色制造，做到全方位的節(jié)能。
[0003] 綠色制造（GM)是一種全面考慮資源效率和環(huán)境影響的現(xiàn)代化制造模式，是目前 發(fā)達(dá)國家重要關(guān)注技術(shù)領(lǐng)域和產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向。面向回收再利用設(shè)計(jì)是綠色制造的基礎(chǔ)，汽 車在設(shè)計(jì)階段選用輕量化材料，并充分考慮選用材料的回收再利用性，是實(shí)現(xiàn)綠色制造的 有效途徑之一。
[0004] 車門是車身的重要組成部分，應(yīng)滿足剛度、強(qiáng)度和模態(tài)性能的要求，車門輕量化又 是改善車輛燃油經(jīng)濟(jì)性的重要措施之一，因此本發(fā)明選取車門部件進(jìn)行多材料選材研宄。 車門輕量化主要是從開源、節(jié)流兩個方面進(jìn)行研宄。開源方面：首先是采用多材料結(jié)構(gòu)車 門，將合適的材料用于合適的部位的思想，在保證整車性能的前提下實(shí)現(xiàn)汽車減重的目標(biāo)； 同時(shí)多材料結(jié)構(gòu)車門又需要新材料和新的連接工藝的研宄，也進(jìn)一步拓展了輕量化材料的 應(yīng)用廣度和深度。節(jié)流方面：日趨嚴(yán)格的環(huán)保法規(guī)使得設(shè)計(jì)師在車身概念設(shè)計(jì)階段就應(yīng)考 慮汽車生命周期末端零部件的回收再利用問題，但是現(xiàn)有的研宄大多集中于"開源"方面， 目前在汽車概念設(shè)計(jì)階段就考慮所選材料的回收再利用性國內(nèi)處于起步階段。如果在車身 設(shè)計(jì)階段就能考慮選用材料的回收再利用性問題，并能對影響產(chǎn)品回收再利用的因素量化 評價(jià)，就可以使產(chǎn)品在使用壽命結(jié)束后材料的生命周期進(jìn)一步延長，提高廢棄產(chǎn)品的再生 利用率，減少甚至消除產(chǎn)品廢棄過程中直接或間接的污染性。因此在汽車設(shè)計(jì)中，應(yīng)該充分 考慮汽車部件的回收再利用性，進(jìn)行綠色制造。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服了現(xiàn)有車身選材不合理、可回收性差的問題， 提供了一種基于回收再利用的多材料車門選材方法。一種基于回收再利用的多材料車門選 材方法，包括以下步驟：
[0006] 步驟1 :利用Catia軟件建立車門的模型圖；
[0007] 步驟2 :對車門部件回收再利用影響因素進(jìn)行整理分類；
[0008] 步驟3 :對車門部件回收再利用影響因素進(jìn)行量化；
[0009] 步驟4 :確定量化評價(jià)指標(biāo)；
[0010] 步驟5 :建立多材料車門選擇優(yōu)化模型；
[0011] 步驟6 :求解多材料車門選擇優(yōu)化模型；
[0012] 步驟1中所述利用Catia軟件建立車門的模型圖，是根據(jù)車門尺寸繪制車門的模 型圖；建立車門的模型圖中的車門采用內(nèi)外板式的結(jié)構(gòu)，車門窗框和內(nèi)、外板的連接形式為 整體式，門體內(nèi)外板采用鋼板沖壓成形，對比模型采用外板選用鋁合金材料，內(nèi)板采用低碳 鋼。
[0013] 步驟2中所述對車門部件回收再利用影響因素包括材料種類、連接類型、材料分 離、回收再利用基礎(chǔ)和回收再利用利潤；
[0014] 所述材料種類是指組成一個部件所用的材料類型，須考慮到不同材料種類間的電 化學(xué)反應(yīng)，采取措施避免電化學(xué)反應(yīng)，同時(shí)考慮到回收再利用時(shí)的拆解性；
[0015] 所述連接類型是指不同的材料或者相同材料之間組合在一起的方式，包括粘接、 點(diǎn)焊、鉚接、卡扣和螺栓連接；
[0016] 所述材料的分離是指在報(bào)廢汽車的部件經(jīng)過粉碎機(jī)處理后，對于垃圾流中的不同 種材質(zhì)的材料分離；
[0017] 所述回收再利用基礎(chǔ)是指回收再利用技術(shù)和設(shè)備是回收再利用基礎(chǔ)；
[0018] 所述回收再利用利潤是某部件的回收價(jià)格與原價(jià)的比值。
[0019] 步驟3中所述對車門部件回收再利用影響因素進(jìn)行量化的方法為：
[0020] 以調(diào)查問卷的方法，通過專家打分法，把材料種類、連接類型、材料分離和回收再 利用基礎(chǔ)四個定性影響因素進(jìn)一步細(xì)化進(jìn)行打分，作為回收再利用設(shè)計(jì)的重要參考依據(jù)。
[0021] 步驟4中所述確定量化評價(jià)指標(biāo)中的量化評價(jià)指標(biāo)是指車門部件回收再利用值 R；
[0022] 所述車門部件回收再利用值R使用梯形模糊數(shù)進(jìn)行判斷，梯形模糊數(shù)定義為： { Oi1, n2, n3, n4) | Ii1, n2, n3, n4e R ；n ；
[0023] 其中，[ni，n2]區(qū)間為線性遞增函數(shù)，表示對其評價(jià)是消極的，也就是"低"、"小"；
[0024] [n2，n3]區(qū)間為最可能的狀態(tài)，其隸屬度為1 ;
[0025] [n3，n4]區(qū)間為線性遞減函數(shù)，表示樂觀的估計(jì)；在小于Ii 1和大于n4的區(qū)域隸屬度 為0,表不不可能有這樣的估計(jì)；
[0026] 梯形模糊數(shù)的隸屬函數(shù)公式：
[0027]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于回收再利用的多材料車門選材方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟1 :利用Catia軟件建立車門的模型圖； 步驟2 :對車門部件回收再利用影響因素進(jìn)行整理分類； 步驟3 :對車門部件回收再利用影響因素進(jìn)行量化； 步驟4 :確定量化評價(jià)指標(biāo)； 步驟5 :建立多材料車門選擇優(yōu)化模型； 步驟6 :求解多材料車門選擇優(yōu)化模型。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于回收再利用的多材料車門選材方法，其特征在于： 步驟1中所述利用Catia軟件建立車門的模型圖，是根據(jù)車門尺寸繪制車門的模型 圖； 建立車門的模型圖中的車門采用內(nèi)外板式的結(jié)構(gòu)，車門窗框和內(nèi)、外板的連接形式為 整體式，門體內(nèi)外板采用鋼板沖壓成形，對比模型采用外板選用鋁合金材料，內(nèi)板采用低碳 鋼。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于回收再利用的多材料車門選材方法，其特征在于： 步驟2中所述對車門部件回收再利用影響因素包括材料種類、連接類型、材料分離、回 收再利用基礎(chǔ)和回收再利用利潤； 所述材料種類是指組成一個部件所用的材料類型，須考慮到不同材料種類間的電化學(xué) 反應(yīng)，采取措施避免電化學(xué)反應(yīng)，同時(shí)考慮到回收再利用時(shí)的拆解性； 所述連接類型是指不同的材料或者相同材料之間組合在一起的方式，包括粘接、點(diǎn)焊、 鉚接、卡扣和螺栓連接； 所述材料的分離是指在報(bào)廢汽車的部件經(jīng)過粉碎機(jī)處理后，對于垃圾流中的不同種材 質(zhì)的材料分離； 所述回收再利用基礎(chǔ)是指回收再利用技術(shù)和設(shè)備是回收再利用基礎(chǔ)； 所述回收再利用利潤是某部件的回收價(jià)格與原價(jià)的比值。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于回收再利用的多材料車門選材方法，其特征在于： 步驟3中所述對車門部件回收再利用影響因素進(jìn)行量化的方法為： 以調(diào)查問卷的方法，通過專家打分法，把材料種類、連接類型、材料分離和回收再利用 基礎(chǔ)四個定性影響因素進(jìn)一步細(xì)化進(jìn)行打分，作為回收再利用設(shè)計(jì)的重要參考依據(jù)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于回收再利用的多材料車門選材方法，其特征在于： 步驟4中所述確定量化評價(jià)指標(biāo)中的量化評價(jià)指標(biāo)是指車門部件回收再利用值R ; 所述車門部件回收再利用值R使用梯形模糊數(shù)進(jìn)行判斷，梯形模糊數(shù)定義為： { Oi1, n2, n3, n4) | Ii1, n2, n3, n4e R ；n ； 其中，[I^n2]區(qū)間為線性遞增函數(shù)，表示對其評價(jià)是消