新能源汽车、公交车凭借无污染、低能耗、低噪音等优点,已经成为各大城市主要推崇的交通工具。但由于目前电池技术发展的限制,其所配备的动力电池比能量低、续航能力短、体积重量大,严重影响了新能源汽车的应用与发展。因此,若能从车身和零部件出发,通过结构设计和轻质材料的运用,降低各零部件的质量从而减轻整车的重量,对降低能耗、减少污染物排放、节约成本以及促进新能源汽车行业的发展至关重要。减震塔作为重要的承载部件,不仅起着固定弹簧和决定承载能力的作用,其性能的优劣也将直接关系到乘客及驾驶员乘车时的舒适性、操作性与安全性。传统汽车减震塔是由高强度钢制造而成,减震塔整体重量大,已经难以满足目前汽车轻量化市场的形势与需求。因此本文采用轻质材料“AlSi10MnMg铝合金”和先进制造技术“高压压铸成形工艺”两种手段,提出了某汽车铝合金减震塔高压压铸成形工艺,并对铸件进行了基于真实服役过程下的静动态特性有限元分析。在达到安全的使用性能条件下,通过以铝代钢的方式最大程度降低减震塔重量,为中小型轿车车身及零部件轻量化研究提供了宝贵的指导意义。本文的主要研究内容及结论如下:(1)AlSi10MnMg铝合金汽车减震塔高压压铸工艺的研究。根据相关技术标准,利用ProCAST软件对减震塔高压压铸过程进行仿真模拟,主要研究典型的工艺参数如压射速度(压力)、浇注温度、模具预热温度、时间等对铸件成形质量的影响。结果表明:影响最明显的因素是压射速度,在2.5 m/s~3.5 m/s时,随着速度的增大合金的充型能力逐渐提高,最佳压射速度为3.0 m/s。2.5 m/s时,合金充型能力较低,导致最终产品未完全充满型腔,造成浇注不足。3.5 m/s时,虽然合金的充型能力有所提高,但与压射速度为3.0 m/s时相差不大,反而因为速度过大,合金液体对压铸模产生强烈的冲蚀作用,大幅降低模具的使用寿命。影响因素排在第二位的是浇注温度,在680°C~720°C时,随着温度的提高,合金的流动性增强,同一时间内温度越高合金的充型距离相对越远,最佳浇注温度为700°C。浇注温度过低会抑制合金的流动性影响充型能力,形成冷隔缺陷;温度过高会造成卷气、絮流,形成缩松缩孔等缺陷。模具预热温度的影响程度最小,按照相关资料直接选取最佳温度为200°C。本文中减震塔高压压铸最佳工艺参数为:压射速度3.0 m/s,浇注温度700°C,模具预热温度200°C。(2)减震塔高压压铸实验研究。基于上述的仿真模拟结果,在最佳工艺参数下进行生产实验,进一步验证铝合金减震塔高压压铸成形的可行性与可靠性。对铸件进行显微组织观察、拉伸性能测定和断口形貌的分析与研究,结果表明:铸件的成形质量良好,相关性能符合要求。(3)减震塔铸件真实服役过程的静动态特性分析。结合相关技术标准,对压铸工艺所获得的减震塔进行典型危险工况下的静/动力学分析,以判断其是否满足力学性能要求。结果表明:四种典型危险工况下减震塔结构的静动态强度和刚度均满足设计要求,在工况4下减震塔发生最大变形,x、y、z三个方向上位移量分别为0.390 mm、0.441 mm和0.487 mm,均小于0.5 mm的临界位移值。此外,对减震塔进行了模态分析,结果表明:减震塔的低阶固有频率为62.292 Hz,避开了外部激励的频率区间,不会发生共振现象。本文旨在通过上述对铝合金减震塔高压压铸工艺的研究与铸件力学性能的分析,从压铸过程模拟、压铸实验方案与工艺流程设计、静动态结构性能分析等角度,为汽车减震塔轻量化设计提供一体化解决方案。