車身輕量化

汽車車身輕量化並非是簡單地將汽車重量減輕,而是在保證車身的強度和安全性能的前提下,儘可能地降低汽車車身質量,同時要保證汽車車身的製造成本在合理範圍內。

基本介紹

  • 中文名:車身輕量化
  • 目的:在保證車身強度前提下減輕重量
分類,使用輕量化結構,使用輕量化材料,使用輕量化結構材料,發展趨勢,

分類

使用輕量化結構

即以車身零件的強度和剛度要求為約束,藉助 CAE 最佳化設計方法對零件的結構進行最佳化設計,通過車身零部件的薄壁化、中空化、小型化或集成化,以減小車身骨架和車身覆蓋件的質量或數量,從而達到車身減重目的。

使用輕量化材料

通過大量使用輕質、高強材料實現車身大幅減重已經成為車身輕量化最為主要的手段。這些材料主要可以分為兩類:一類是高強鋼材料,包括普通高強鋼、先進高強鋼(Advanced high strength steel,AHSS)以及超高強鋼(Ultra high strength steel,UHSS)。另一類是低密度材料,包括鋁合金、鎂合金、塑膠、複合材料等。

使用輕量化結構材料

採用特種加工工藝製成的具有輕量化結構特徵的車身用毛坯材料,包括雷射拼焊板(Tailor welded blank,TWB)和連續變截面軋制板(Tailor rolling blank,TRB)。TWB 即採用雷射焊接技術把不同厚度、不同表面鍍層甚至不同原材料的金屬薄板焊接在一起,形成衝壓用坯料。

發展趨勢

高強鋼板替代普通鋼板。採用高強度鋼板代替普通鋼板,能使構件厚度減薄,又能保證其使用性能,從而減輕汽車的質量,而且鋼鐵材料價格便宜、工藝成熟,因此迄今仍然是汽車車身使用最多的材料。
輕金屬材料替代鋼板。鋁合金因其密度低、比強度高,在顯著減重的同時仍然能夠大幅提高車身零部件的剛性。
複合材料替代鋼板。複合材料因為密度低(鋁合金的 1/3 左右)、比強度極高、耐撞擊、抗斷裂韌度好、減振隔音性能好、可設計性好、耐腐蝕等一系列優點,已經得到汽車工業的重視。
多材料混合車身結構。單純採用高強鋼板雖然具有較大的成本優勢,但在現階段條件下採用高強鋼進行車身輕量化的空間已經十分有限。

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