北京汽车轻量化关键技能的开展现状及前景

发布时间：2022-1-22 15:53:00　来源：http://bj.beiherui.com/news758433.html

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北京汽车轻量化即在汽车保证其根本的运用功能要求、安全性要求和其本钱控制要求的前提下，从结构、资料、工艺等方面，使用新设计、新资料、新技能来完成对汽车全体的减重，以完成汽车向“低能耗”、“低排放”的转变。

现在，完成汽车轻量化首要有三种途径：⑴结构优化，使部件薄壁化、中空化、小型化或复合化；⑵新资料的运用，如高强度钢、铝、镁合金及一些非金属资料的运用；⑶工艺的改善，首要包含成形技能和衔接技能。

轻量化结构设计

从车身结构方面完成轻量化，首要有全体车身的拓扑优化设计、尺度形状再优化。拓扑优化为根据经验目标函数的微观优化，尺度形状再优化和资料布局优化则为局部的调整细化。

拓扑优化设计是在给定的空间范围内，经过不停地迭代，重新规划资料的散布和衔接方法，将车身全体中的冗余部分去掉，使部分零部件薄壁化、中空化，完成微观层面的拓扑优化。拓扑优化是数学运算方法和有限元分析的有效结合。

<尺度形状优化是在确定了车身结构参数和资料散布的前提下展开的，首要对各个桁架结构进行横截面积、几许尺度以及节点方位寻求最优解，在达到保证根本刚度要求的前提下车身分量最小。尺度优化是建立在数学模型之上得到的最优解，可作为拓扑优化的进一步完善和进步。

轻量化资料的运用

轻质新资料的使用是汽车完成轻量化的关键。为完成轻量化，世界各大汽车出产商和资料出产厂家一向致力于轻量化资料的研制，轻量化资料使用的多少已经成为衡量汽车出产技能和新资料开发水平的重要规范之一。现在用于汽车轻量化的新资料首要分为金属资料和非金属资料。

金属资料

金属资料首要是高强度钢和轻质合金。运用高强钢、铝合金、镁合金，车体分量可分别减轻15%～25%、40%～50%和55%～60%。现在，高强度钢首要被使用于汽车结构件、安全件、前后保险杠等部位；铝合金首要使用在车身结构资料的替换上；镁合金首要使用在零部件上，其中包含壳体类与支架类零部件。

高强度钢具有强度高、质量轻、本钱低一级特色，有助于汽车的轻量化，而且能够进步安全性。所以，汽车用高强度钢已成为颇具竞争性的轻量化资料。就现在的工业开展情况来看，车辆的首要部分如悬架、底盘和车身结构需求高强度钢的使用较多。这些部位的高强度钢，大多是在原有资料的基础上，增加不同成分的合金，然后进步了合金钢的强度和韧性。

铝及铝合金是现在使用较为老练的轻量化金属资料，其优势为低密度、高轻度、高弹性、高抗冲击功能、易着色等。在当时汽车制造中，已大量的运用在汽车轮毂、动力体系及悬架体系等零部件中，近年来奥迪、捷豹路虎、福特等都运用了全铝式的车身结构，铝合金已经成为了一种比较抱负的轻量化资料，未来随着成形技能和衔接技能的开展，铝合金的运用会越来越广泛。

镁及镁合金具有密度低、质量轻、比强度优于铝合金和钢等优势，但由于其高温疲劳功能较差和抗蠕变能力弱，约束了其在汽车上的使用，现在首要使用在壳体类和支架类零件上，如仪表盘、变速箱体、转向支架、刹车支架等。我国镁含量储藏大，但是从镁合金的出产、成形等方面都需求加大研讨投入，将其转化为我国的产业优势。