作品包括：

Word设计说明书1份，约35000字

任务书一份

开题报告一份

外文翻译一份

CAD版本图纸，共3张

Catia三维图一套

摘要

4D打印技术是在3D打印技术的基础上增加了一个时间演变维度，它继承了3D打印的主要优势，同时凭借智能材料与结构的自感知、自驱动、自诊断特性具备独有的动态调节能力，使打印产品在形状、特定性质和功能等可以按照事先“预设的程序”随时间发生改变。智能材料、建模设计软件与打印机是它的三个重要环节，三方研究齐头并进才能促使4D打印的蓬勃发展，而智能材料的研究与发展是其中最为基础的一环。将智能材料应用于传统结构，赋予了传统结构自适应调节、自我诊断、自我修复等智能特征，除此之外还可以针对某一特殊性能要求在智能材料中添加强化相制造智能复合材料，在各行各业应用前景广阔。将智能材料和4D打印技术的优点应用于汽车工业，会使制造成本与运输成本大幅度降低，制造流程有效简化，高复杂度、高个性化产品制造难度降低，同时也有助于全球化数字制造，是制造业一个较主流的发展方向。

    本文介绍了4D打印的概念与内涵，国内外研究现状，特别是与汽车领域相关概念设计。针对智能材料、设计软件、打印机三个关键环节的工作机理、发展历程展开详细论述。智能材料部分整理了目前较为主流的四种智能材料并进行了分析与总结。为后文智能材料应用于车身构件设计作了扎实的理论铺垫。概念设计分为变形车体与机构、自适应主动悬架和自适应变形轮胎三大部分。变形车体中针对变形空气动力学组件如汽车尾翼、车体展开机构如铰链机构提出了概念设计；悬架系统中利用智能材料制造的减振器、弹性元件实现阻尼或刚度、车身高度可调的主动悬架设计方案；轮胎部分分析了目前智能轮胎的发展方向，采用复合智能材料设计能更好地优化其性能。每一部分都绘制了相关原理介绍图或概念结构图以便更清晰地阐述概念设计方案。给想要了解智能材料在汽车领域可能应用的人较为完整的论述，更多的概念设计留待不断发展与创新。

关键词：4D打印技术；智能材料；自适应；变形车体；主动悬架；智能轮胎

目录

第1章绪论    1

1.1 4D打印的概念与内涵    1

1.2 国内外发展及研究现状    2

1.2.1 4D打印技术的发展趋势    2

1.2.2 4D打印技术在汽车领域的概念设计研究与发展    5

1.3 本文研究意义及研究主要内容    6

第2章基于智能材料的4D打印工艺流程    8

2.1 智能材料    8

2.1.1 形状记忆智能材料    8

2.1.2 磁流变液    13

2.1.3 压电智能材料    16

2.1.4 超磁致伸缩材料    19

2.2 设计软件    20

2.3 打印机/打印方式    21

2.3.1 光固化快速成型/立体光刻成型技术（SLA）    21

2.3.2粉末烧结技术（SLS）    22

2.3.3熔融沉积技术（FDM）    23

2.3.4 聚合物喷射打印技术（PolyJet）    23

2.3.5 直写打印技术（DW）    23

第3章变形车体概念设计与研究    26

3.1 自适应变形汽车尾翼概念设计    28

3.1.1 汽车尾翼的原理与作用    28

3.1.2 变形尾翼概念设计方案    30

3.2 车体展开机构概念设计    36

3.2.1 扭转式SMA弹簧    38

3.2.2 形状记忆聚合物复合材料的铰链    40

第4章自适应主动悬架概念设计与研究    43

4.1 悬架作用及分类    43

4.2 磁流变液减震器设计    44

4.2.1 磁流变液减振器阻尼力计算    44

4.2.2 磁流变液减震器结构设计    45

4.3 超磁致伸缩作动器    48

4.4 形状记忆合金弹簧    50

第5章自适应变形轮胎概念设计    51

5.1 智能轮胎发展与研究现状    51

5.2 胎面花纹分类    54

5.3 轮胎结构概念设计    56

第6章总结与展望    58

参考文献    60

致谢    63

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