文档介绍：汽车轻量化研究总结
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汽车轻量化的趋势
汽车轻量化途径
结构设计优化
制造工艺创新
材料轻量化
内容
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车辆类型使用条件
重量
平均油耗
减重节油
全寿命
周期里程
减重
全寿命节油
t
L/100km
L/100km
1000km
L
小型轿车长途为主
1
6
200
720
小型轿车市区为主
1
150
829
中型轿车长途为主
9
300
844
中型轿车出租
11
500
2578
豪华轿车长途为主
2
12
100
300
研究表明,轿车减重减重100kg与节油效果关系如下所示:
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汽车轻量化趋势
在保证汽车的强度和安全性能的前提下,尽可能地降低汽车的整备质量,从而提高汽车的动力性能,减少燃料消耗,降低排气污染。
整车重量减少100kg
油耗:-
CO2 : -10g/100km
环保和节能的需要…
轻量化已经成为世界汽车发展的潮流和趋势!
绿色、环境友好型趋势
=
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制造工艺创新
结构设计优化
热压成型、液压成型、
内高压成型、激光拼焊等
高强钢、镁合金、铝合金、
工程塑料及其复合材料和陶瓷材料等
材料轻量化
同时,还有零部件数量集成及功能集成,实现整车轻量化
汽车轻量化的途径
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结构优化
对汽车总体结构进行分析和优化,实现对汽车零部件的精简、整体化和轻质化。
在现代汽车工业中,利用CAD/CAE/CAM等软件辅助汽车设计已经成为不可或缺的环节,涵盖了汽车设计和制造的各个环节。通过这类软件能够建立数字化模型,准确实现车身的实体结构设计和局部设计,同时可以通过仿真计算来检验汽车结构的刚度,模态等参数,并且能够便捷地对汽车结构进行改造。
利用CAD/CAE/CAM一体化技术,可以准确实现各构件的开头配置、板材厚度的变化进行分析,并可从数据库中提取由系统直接生成的有关该车的相关数据进行工程分析和刚度、强度计算。对于采用轻质材料的零部件,还可以进行布局分析和运动干涉分析等,使轻量化材料能够满足车身设计的各项要求。
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从模流分析结果看,原方案的玻纤取向略差,经浇口调整后玻纤取向有所改善。
CAE计算显示优化后刚度提升了10%。
前罩锁区域Z方向刚度分析
原始方案
优化方案
变形
刚度
100%
110%
原方案
新方案
结构优化
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结合产品的结构设计,减重方案的开发与应用
高流动材料PP , 降低产品壁厚,提高产品刚性,产品减重
单位
普通材料
最新材料
填充物比例
%
15
23
熔融指数(230 ℃)
g/10min
18
46
密度(比重)
g/cm3
拉伸强度
MPa
17
弯曲模量
MPa
1950
2400
冲击强度(23℃)
KJ/m2
34±3
28±3
实例
(前保险杠壁厚变化)
mm
结合产品的
结构设计,可
减轻更多的重量!
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通过开发汽车车身、底盘、动力传动系统等大型零部件整体加工技术和相关的模块化设计和制造技术,使节能型汽车从制造到使用各个环节都真正实现节能、环保。
通过结合参数反演技术、多目标全局优化等现代车身设计方法,研究汽车轻量化结构优化设计技术,包括多种轻量化材料的匹配、零部件的优化分块等。从结构上减少零部件数量,确保在汽车整车性