文档介绍：车身设计论文班级:车辆 0501 座号: 28 姓名:林钰凯日期: 车身轻量化车身轻量化背景及意义汽车的轻量化工作在国际上越来越重视, 纷纷在研究。欧洲铝协材料表明, 汽车重量每降低 100 公斤,每百公里可节约 升燃油。大量使用铝合金的汽车,平均每辆汽车可降低重量 300 公斤(从 1400 公斤到 1100 公斤) ,寿命期内排放可降低 20% 。由此可见,伴随轻量化而来的突出优点就是油耗显著降低。汽车车身约占汽车总质量的 30% ,空载情况下,约 70% 的油耗用在车身质量上,必须要减轻自重以提高整车燃料经济性为目的。另外汽车对全球 CO 2 和有害气体的排放,燃料资源和矿产资源的消费等影响很大。为了构建今后可持续发展的汽车社会, 各汽车厂家将解决上述问题作为最重要的课题来研究。日本制定了 201 5 年度消耗标准, 乘用车的 201 0 年度油耗标准平均降低 % 。美国推出了每年 4% 的 CAF E 法规强化方针。欧洲法规要求, 2008/2009 年的 CO 2 排放目标 140g/km , 2012 年乘用车单体目标平均 130g/km 。为了降低油耗, 减少 CO 2 排放, 强烈要求提高发动机的效率, 减少车辆行驶阻力, 减轻汽车质量。所以,汽车的轻量化有助于汽车的“行驶、转弯、停车”三大基本性能的提高,并且对环保要求的降低油耗和减少 CO 2 排放发挥重要作用。车身轻量化方法减轻汽车车身重量, 可以减少燃油消耗, 装配更多的装备, 提高汽车的性能。为了减少汽车重量,工程师主要从材料、工艺和结构上想办法。车身轻量化即采用现代设计方法和有效的手段对车身产品进行优化设计,或使用新型材料在确保车身综合性能指标的前提下,尽可能降低车身产品自身重量,以达到减重、降耗、环保、安全的综合目标。轻量化和小型化不同,它是指同一台车在同样尺寸或同一种车型在同样的汽缸容量的前提下重量的减轻。在减轻车身自身重量的情况下,既要保持车身原有的性能不受影响,又要保证车身行驶的安全性、耐撞性、抗振性及舒适性。一方面, 车身轻量化与所用材密切相关。另一方面, 优化结构设计也是实现车身轻量化的有效途径。结合白车身的轻量化要求, 主要在以下几个方面对其进行研究。一是对车身结构进行优化设计。即改进结构、减少零部件数量、使部件薄壁化、中空化、小型化、复合化以及内饰、发动机及底盘等所有车身零部件进行结构改进; 对车身零部件进行结构优化,在满足设计性能要求的前提下,以获得最轻结构设计。该方法主要优点是成本低且容易实现, 尤其对于自重大、结构比较复杂的零件, 这种方法有很大的应用空间。拓扑优化的过程是在一个设定的区域( 设计区域) 内,满足一定的边界条件( 外载荷、特征频率等) 的情况下,对材料进行重新分布,使设计获得预期的性能。结构拓扑优化和结构尺寸优化是车身优化的两种主要方法,将离散拓扑优化与结构尺寸优化相结合,对车身进行轻量化设计, 结合 Hypermesh 有限元前处理软件和 Optistruct 拓扑优化软件来实现多种优化方案的实现及比较。在具体的优化过程中,将首先使用有限元方法对需要轻量化的零件进行有限元离散化, 在此基础上运用拓扑优化软件来实现罩板的结构轻量化, 同时对轻量化后的结果进行有限元刚度和强度分析,以确定拓扑优化的合理