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汽车轻量化的技术与方法汽车的轻量化，就是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，减少燃料消耗，降低排气污染。
实现汽车轻量化的途径有三条：一是通过整车优化结构设计；二是优化材料设计，即用低密度材料代替钢铁材料的应用；三是轻量化制造，即通过先进的轻量化制造技术的应用，实现轻量化设计和轻量化材料。
1.结构轻量化车身结构轻量化也就是结构优化设计，即通过采用先进的优化设计方法和技术手段，在满足车身强度、刚度、模态、碰撞安全性等诸多方面的性能要求，以及相关的法律法规标准的前提下，通过优化车身结构参数，提高材料的利用率，去除零部件冗余部分，同时又使部件薄壁化、中空化、小型化、复合化以减轻重量，实现轻量化。
（1） CAD/CAE在汽车结构设计上的应用轻量化的手段之一就是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。
利用CAD、CAE技术，可以准确实现车身实体结构设计和布局设计，对各构件的开头配置、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，还可以进行布局进一步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。
（2）结构小型化目的是在不增加成本的情况下，维持车身功能与抗击安全性的同时减轻汽车重量。
采用轻量化技术可以减少车身重的25%。
2.材料轻量化（1）轻金属在汽车上的应用铝、镁、钛合金材料是所有现用金属材料中密度较低的轻金属材料，因而成为汽车减轻自重，提高节能性和环保性的首选材料。
铝合金：自70年代开始，汽车用铝量不断增加。
作为一种轻质材料，铝合金正日益受到汽车制造企业的青睐。
目前，全世界耗铝量的12％～15％以上用于汽车工业。
有些发达国家已超过25％。
镁合金：镁是极重要的有色金属，它比铝轻，能够很好地与其他金属构成高强度的合金。
钛合金：钛合金将是替代钢铁的轻量化和高性能的材料，是最具有潜力的汽车用材料。
简述汽车轻量化材料及制造工艺摘要：现如今，汽车在生活中得到不断普及，带来的环保性问题、节能型问题、安全性问题等越来越明显。
在这种情况下，汽车的轻量化研究越来越受到人们的重视，不仅有助于控制污染物的排放，还有助于提升汽车使用性能和安全性能，对于汽车的发展和进步有着重要的意义。
文章就此对汽车轻量化材料及制造工艺展开讨论。
仅供参考。
关键词：汽车；轻量化材料；制造工艺一、汽车轻量化材料及制造工艺研究原则综合分析汽车整体构造，其中车身构造重量在总重量中占据的比重较大，约占1／3。
所以通过优化车身材料选取能有效降低汽车自重。
当前在汽车车身材料选取过程中需要依照以下基本原则。
首先汽车在稳定行驶过程中要对汽车安全性、舒适性、稳定性进行探析。
其次各类的焊接部件能冲压成型，生产制造中技术工艺性能完善，最后材料应用具有可回收性与良好的经济性。
汽车工业全面发展的重要动力是基于材料基础进步基础上，提升汽车安全性，突出节能减排重要作用。
二、汽车轻量化材料的应用1.铝合金铝合金的比重仅仅是钢材质的30%，假设弯曲刚度为相同状态时，铝合金相对厚度是1.43，计算出49%为其减重潜能；假设弯曲强度相等的话，那么其减重潜力是38%。
有报道表明，如将汽车车身材料全部换为铝合金，在同等条件下会比铸铁、低碳钢等材质的车身每千克少排放13千克至20千克的温室气体，这也是当前阶段铝合金越发广泛的应用于汽车车身材质的直接原因，此种情况在豪华汽车中更加明显。
大量B级和C级汽车随着我国汽车制造业的发展相继问世，近些年更是有一批档次较高的新型汽车出现。
相关法律法规也随之不断完善，进一步推动了铝合金材质在国内汽车市场的应用。
此外，铝合金材料的冶炼技术对于汽车行业的发展也有十分积极的推动作用，现阶段主要有以下几种应用形式：铝合金锻件应用在车轮、汽车悬架支架的构件方面；铸造件应用在车身壳体和发动机缸盖等、车身结构等铝合金基拉拉伸件。
现阶段成本较高和焊接工艺性较差是阻碍铝合金材质推广和应用的首要原因，因此必须致力于铝合金冶炼技术的改进、成型工艺性的改进以及材料成本的降低，进而推进铝合金材料在我国汽车行业的应用，进一步推进我国汽车轻量化的发展进程。
实现汽车轻量化的途径一、背景介绍随着汽车产业的不断发展，汽车轻量化已经成为了一个热门的话题。
轻量化可以降低车辆的油耗和排放，提高车辆的性能和安全性，同时也可以减少生产成本。
因此，如何实现汽车轻量化已经成为了一个重要的研究方向。
二、轻量化的意义1. 降低油耗和排放汽车重量越大，所需的动力就越大，油耗和排放也就越高。
轻量化可以降低汽车的重量，从而减少油耗和排放。
2. 提高性能和安全性轻量化可以提高汽车的加速度、制动距离等性能指标，并且可以提高汽车的稳定性和操控性。
3. 减少生产成本轻量化可以减少用于生产汽车的材料数量和成本，并且可以缩短生产周期。
三、实现汽车轻量化的途径1. 材料选择材料是影响汽车重量最主要的因素之一。
目前常用于制造汽车的材料包括钢铁、铝合金、碳纤维等。
其中，钢铁是最常用的材料，但其密度较大，因此需要使用更多的钢铁来制造车身，从而增加了车辆的重量。
铝合金和碳纤维密度较小，可以减少汽车的重量，但其价格相对较高。
因此，在选择材料时需要综合考虑材料的性能、成本等因素。
2. 结构优化汽车结构的优化也可以实现轻量化。
通过优化结构设计，可以减少用于制造汽车的材料数量，并且可以提高汽车的强度和稳定性。
例如，在汽车底盘设计中使用空心结构或者梁式结构可以减少底盘重量，并且提高底盘强度。
3. 零部件轻量化除了整车轻量化外，零部件轻量化也是实现汽车轻量化的重要途径。
例如，在发动机设计中使用轻质材料和先进技术可以减少发动机重量，并且提高发动机效率。
4. 制造工艺改进制造工艺也是影响汽车重量的一个因素。
通过改进制造工艺，可以减少生产过程中产生的废弃物和能源消耗，并且可以提高生产效率。
例如，在焊接汽车车身时使用激光焊接技术可以减少焊接时间和能源消耗。
5. 智能化技术智能化技术也可以实现汽车轻量化。
例如，在汽车制造中使用3D打印技术可以精确制造零部件，并且可以减少材料浪费。
此外，智能化技术还可以实现汽车的轻量化设计和优化。
车身轻量化的思路及途径-结构设计昨天，我们为大家讲述了车身轻量化的思路及途径之一轻量化材料的应用今天，我们就接着昨天的话题继续为大家讲述车身轻量化的思路及途径的第二个重要方法——轻量化结构设计。
除直接运用轻量化材料代替普通钢板外，还需要对车身整体结构进行分析和优化，实现汽车零部件的整体化、集成化和精简化。
轻量化结构设计随着结构设计软件的发展，一般利用 CAD、CAE 技术进行车身布局设计和车体结构优化，对各构件的形状、配置、板厚进行强度以及刚性的计算和分析，在保证性能的前提下，寻求零部件壁厚减薄、数量精简和结构的整体化、合理化设计。
图 6 所示为吉利汽车 FE 车型散热器上横梁总成通过结构优化设计、精简制件，在保证安全的前提下减重2.2 kg。
1. 布局优化布局优化即考虑实际工况来实现车身整体或局部结构的最佳布局形式，如采用前置前驱布置可减少很多传动系统制件从而达到减重目的，另外，采用承载式车身可以取消车架从而大大减轻车身重量。
2. 尺寸优化尺寸优化过程中，往往根据质量、强度等优化目标对板厚、梁截面及截面惯性矩等尺寸进行优化，使应力分布均匀化，而且，尺寸优化一般以汽车零部件的形状尺寸为变量，以满足各种工况下的刚度、振动、强度和吸能性等。
汽车设计中线性静力学问题和线性振动问题可以使用传统的数值优化算法对轻量化直接进行设计，以线性弹性尺寸优化为基础的设计方法可以对汽车上使用的零部件进行优化并对汽车进行减重。
3. 形状优化形状优化即通过适当改变制件的外形使结构更加均匀地受力，具体措施是对汽车结构整体或局部进行形状优化，从而使材料能够发挥出更大的潜力。
工程师们一般利用有限元法来避免应力高峰，使应力分布尽可能均匀化，具体做法是向承受高负荷的部位储存或增强材料，在承受低负荷的部位减薄或去除材料。
4. 拓扑优化拓扑优化即对指定设计空间的材料分布进行分析，通过拓扑算法自动得到最优化的动力传递路径以达到尽可能多节省材料的目标。
汽车轻量化的发展趋势及其技术实现随着工业化的加速和人们生活水平的提高，汽车已经成为了现代社会不可缺少的交通工具之一。
但随之而来的是汽车带来的能源消耗、环境污染、交通拥堵等问题，因此，汽车的绿色环保和高效节能成为了整个行业的重要研究方向。
而轻量化作为这个领域的一个关键技术，也开始引起了越来越多的关注。
一、轻量化技术的发展现状传统汽车在设计时往往会追求强度和稳定性，导致了车身结构的材料主要以铁、钢材和马铃薯粉为原材料，这些重量较大，不仅耗油，而且不利于环保。
因此，轻量化技术的运用成为了改善汽车性能、提高经济性和环保节能的有效途径。
目前，轻量化的技术手段主要包括轻质材料的使用、车身设计的优化和动力系统的改进等方面。
具体来说，汽车制造商可以通过增加铝、碳纤维、镁合金的材料使用量，减少车身结构的重量和材料消耗，从而实现轻量化；另外，对于车身结构的设计也可以采用更加科学的流线型设计、曲柄下沉设计等方式，以增加车辆的空气动力性能和减小阻力；同时，将传统的发动机和传动系统替换为混合动力系统、电动车辆等有助于减小车辆的自重，降低整车能耗等方面的技术也成为了车辆轻量化的有效途径。
二、轻量化技术的优势与挑战通过轻量化技术可以有效地降低车辆的油耗和排放，提高车辆的环保性和经济性。
同时，轻量化还可以增强整车的安全性能，降低车辆的运动性能和灵敏度，为车辆的高性能和高安全性能铺设了坚实的基础。
然而，汽车的轻量化也面临着一系列的挑战。
其中最主要的挑战是如何在材料选择、设计、加工等方面实现轻量化，同时又不降低车辆的安全性、耐久性和质量稳定性，保证车辆的安全性能和舒适性。
此外，汽车轻量化技术的成本问题也难以回避。
不同的材料以及加工方式所带来的成本差异较大，这也给轻量化技术的推广带来了挑战。
三、轻量化技术的前景展望未来，随着科技的不断进步和对环保的重视，汽车轻量化技术将会得到持续发展和改进。
在未来的发展中，轻量化技术将呈现出以下几个发展趋势：1.材料多样化未来的轻量化技术将会更多地采用多种轻质材料，如碳纤维、铝合金、镁合金、塑料等，从而实现更加高效的轻量化效果。
车身轻量化实现的思路及途径展开全文车身轻量化对减少尾气排放、提高燃油效率和车辆安全性意义重大。
为实现车身轻量化，通常从三个方向进行：新材料的应用、车身结构优化和生产工艺的革新。
新材料应用上主要有高强度钢、铝合金、镁合金和工程塑料等；车身结构优化主要有布局优化、尺寸优化、形状优化和拓扑优化四种方法；生产工艺的革新主要是针对新材料、新结构应用后导入的新工艺，如热冲压成形、激光拼焊板、液压成形和合金材料新型压铸方法等。
轻量化材料的应用1.高强度钢图1 各种高强度钢的抗拉强度和延展率高强度钢的分类和定义国内外尚无统一的定义和分类方法，一般按照强度划分和强化机理划分。
如图1所示，将屈服强度小于210 MPa的钢称为“软钢”，210～550 MPa之间的称为“高强度”钢，高于550 MPa的称为“超高强度钢”。
高强度钢的价格相对较低，具有较高的结构强度、优越的碰撞吸能性和抗疲劳强度，且冲压成形性、焊接性和可涂装性优良，关键是能够利用现有汽车生产线生产从而节约设备投资，所以在现阶段，高强度钢是车身减重的首选材料。
图2 北京现代YC 车型高强钢应用现况如图2的例子所示，车身上高强度钢多用于车身侧围板、顶盖、发动机罩和车门板等覆盖件上，其中影响车身整体强度的车身框架部分又多选用超高强度钢，如保险杠、底板梁和顶盖横梁等。
2.铝合金材料铝合金材料密度是钢的1/3，吸能性是钢的2倍，在碰撞安全性方面有明显优势，且铝的可回收性和耐腐蚀性较好，是最常见的车身用轻金属材料。
虽然铝材的弹性模量较低，但它有很好的挤压性，能够得到复杂界面从而从结构上补偿部件的刚度，因此在满足刚性和强度等多方面力学性能的前提下，能够大大降低材料消耗和制件的质量，进而实现车身轻量化、提高整车燃油效率。
目前阶段，铝合金在车身上多应用于发动机罩内外板上，如长城汽车某车型的零部件，通过应用铝合金材料并优化结构设计，实现了部件整体减重50%以上的目标（如表所示）。
汽车轻量化的途径汽车轻量化是一种重要的技术手段，旨在减小汽车整车重量，提高车辆的燃油效率和运动性能，减少对环境的影响。
轻量化的途径包括材料的优化、结构的设计和工艺的改进等方面。
本文将就这些途径进行详细的介绍和分析。
1. 材料的优化材料的优化是实现汽车轻量化的基础工作。
目前常用的汽车材料主要包括钢铁、铝合金、镁合金和碳纤维等。
不同材料之间具有不同的密度和强度特性，因此需要根据具体的要求来选择合适的材料。
1.1 钢铁钢铁是目前最常用的汽车材料，主要由铁和碳组成，具有良好的强度和韧性。
优化钢铁材料可以采用高强度钢、热成形钢和复合钢等。
高强度钢可以提高汽车的结构刚度和抗拉强度，同时减小钢材的厚度和重量。
热成形钢可以通过控制成形温度和速度来改善材料的塑性变形能力，从而减小零件的厚度和重量。
复合钢可以通过不同材料的组合来提高强度和韧性。
1.2 铝合金铝合金具有较低的密度和良好的机械性能，是用于汽车轻量化的理想材料之一。
优化铝合金材料可以采用高强度铝合金、变形铝合金和喷射铝合金等。
高强度铝合金可以提高材料的强度和刚度，减小材料的厚度和重量。
变形铝合金可以通过控制成形温度和速度来改善材料的塑性变形能力，从而减小零件的厚度和重量。
喷射铝合金可以通过快速凝固技术制备精密铝合金零件，进一步减小零件的厚度和重量。
1.3 镁合金镁合金具有较低的密度和较高的比强度，是用于汽车轻量化的另一种理想材料。
优化镁合金材料可以采用高强度镁合金和合金化技术等。
高强度镁合金可以提高材料的强度和刚度，减小材料的厚度和重量。
合金化技术可以通过添加其他元素来改善镁合金的力学性能和耐腐蚀性能。
1.4 碳纤维碳纤维具有很高的比强度和比模量，是用于汽车轻量化的高性能材料。
碳纤维复合材料的制造工艺包括预浸料（Prepreg）工艺和干法成型（Autoclave）工艺。
预浸料工艺是将纤维和树脂预先浸渍在一起，然后进行成型和固化。
干法成型工艺是将干燥的纤维放置在模具中，然后注入树脂进行固化。
车辆工程技术 4 车辆技术浅谈汽车车身轻量化设计方法陈 慧（盐城技师学院,江苏 盐城 224002）摘 要：轻量化是汽车节能减排的重要技术路径，车身轻量化相比其它性价比更高。
文章探索了车身轻量化的技术路线，该技术路线通过轻量化设计、轻量化材料和轻量化工艺来实现。
通过此方法的研究并在实际项目中得以应用，实现了在满足性能要求的情况下降低车身重量的目的，使车身轻量化技术水平和车身开发能力得到提升。
关键词：汽车车身；轻量化；设计方法；探析1 汽车车身轻量化设计的基本方法1.1 结构优化设计 优化设计主要将原有系统设计为带有变量的数学模型，通过变量的选取来实现设计要求，并使设计满足约束条件。
结构优化设计主要包括形貌优化设计、拓扑优化设计和尺寸优化设计这三种方法。
从结构拓扑优化方面来讲，设计人员需要了解结构的振动特性、静动态特性等性能，进而对结构进行拓扑优化设计。
而结构的拓扑优化最大特点就是在设计之前，运用一定受力条件和外界条件就能够找出结构材料的最佳分配方案，进而得到结构的部分参数，为后续设计提供条件。
从结构形貌优化设计方面来讲，形貌优化设计主要目的是寻找最佳的结构形状设计方法。
1.2 有限单元分析技术 有限单元分析技术是当前工程问题分析的有效手段，主要通过计算矩阵对每一步过程进行计算，能够将显示的工程问题转化为数学问题进行分析和解决。
而有限单元分析技术在解决复杂工程问题的时候需要设置很多条件，计算时间较长，对计算机硬件设备和有限单元分析软件提出了更高的要求。
1.3 新型材料的应用 新型材料的应用能够加快汽车车身的轻量化设计。
然而，新型材料的应用会增加车身制造的成本，如果想要降低车身的质量，实现轻量化设计可以选择纤维复合材料。
具体来讲，汽车车身轻量化设计主要在发生在开发设计阶段，对车身概念、车身动静态刚度、车身碰撞安全性等进行设计。
其中，新型材料主要包括铝合金、塑料、镁合金等低密度材料和高强度钢等高强度材料。
汽车车身结构的轻量化设计与优化随着环保意识的增强和能源问题的突出，汽车工业正朝着轻量化的方向发展。
车身结构作为汽车的重要组成部分，其轻量化设计与优化具有重要意义。
本文将讨论汽车车身结构轻量化设计与优化的相关问题，并提出一些有效的方法和技术。
一、轻量化设计的必要性现今社会对环境负担越来越大，对于汽车行业而言，减少汽车自身的重量能够降低燃油消耗，并减少对环境的污染。
此外，轻量化还能提高汽车的操控性能、减少噪音和振动等，提升乘坐舒适度和安全性。
二、轻量化设计的原则1. 材料选择：在轻量化设计中，材料的选择至关重要。
高强度、高刚度、低密度的材料是首选，如高强度钢、铝合金等。
此外，也可以考虑使用轻质复合材料。
2. 结构优化：通过结构优化，可以在保持强度和刚度的前提下减少材料的使用量。
合理的结构设计和形状优化能够减少应力集中和振动问题，提高车身的整体性能。
3. 制造工艺：选择合适的制造工艺也是轻量化设计的一项重要考虑因素。
采用先进的制造方法可以降低车身的自重，并提高生产效率。
三、轻量化设计的方法与技术1. 拓扑优化：通过拓扑优化技术，可以确定出最佳的结构布局，以减少材料使用量并保持足够的强度。
拓扑优化能够帮助工程师发现车身结构中不必要的部分，从而实现轻量化设计。
2. 材料优化：根据汽车的工作环境和功能要求，针对每个部位选择最合适的材料。
通过优化材料的选择，可以达到轻量化设计的目标，同时保证车身的性能和安全性。
3. 多材料结构设计：通过将不同材料进行组合，并充分发挥各自的优势，可以实现汽车车身结构的轻量化。
例如，将铝合金与钢材进行结合，既减轻了总重量，又提高了刚度和强度。
四、轻量化设计的挑战与前景在轻量化设计过程中，还存在着一些挑战。
例如，新材料的研发和生产成本较高，制造工艺的改进和调整需要时间和经费投入。
然而，随着科技的不断进步和相关政策的支持，汽车的轻量化设计将会取得更大的突破和进展。
从长远来看，汽车车身结构的轻量化设计与优化将成为未来汽车工业的一个重要发展方向。
车身轻量化实现的思路及途径摘要：车身轻量化是汽车制造业的重要发展方向，能够有效提高车辆的燃油经济性、动力性能和环保性。
本文分析了车身轻量化的意义和影响，介绍了实现车身轻量化的主要途径和思路，包括材料选择、结构设计、加工工艺等方面，以期为汽车制造业的发展提供参考和借鉴。
关键词：车身轻量化；材料选择；结构设计；加工工艺正文：一、车身轻量化的意义和影响车身轻量化是指在保证汽车安全和性能的前提下，减轻车身自重，从而降低燃油消耗和排放，提高行驶效率和环境友好度。
车身轻量化不仅能够提高汽车的经济性和动力性能，还能够减少环境污染和资源浪费，为可持续发展做出贡献。
因此，车身轻量化是汽车制造业的重要发展方向和趋势。
二、实现车身轻量化的主要途径和思路（一）材料选择车身轻量化的第一步是选择轻量材料，如铝合金、镁合金、高强度钢、碳纤维等，这些材料具有密度低、强度高、刚度好等优点，能够有效减轻车身重量，提高行驶效率。
同时，需要根据不同部位的功能要求和承载能力选择不同的材料和组合方式，以达到最佳的轻量效果。
（二）结构设计车身轻量化的第二步是进行有效的结构设计，通过优化结构部位的形状、布局和强度分布，减少材料的使用量，提高整体的轻量效果。
例如，采用多重壳体结构、前置后驱布局、中央集成式悬挂等结构设计，能够有效降低车身重量和空气阻力，提高汽车性能和经济性。
（三）加工工艺车身轻量化的第三步是采用先进的加工工艺和技术，以减少材料浪费和优化结构设计。
例如，采用数控加工、激光切割、精密焊接等技术，能够实现高精度、高效率的车身加工和制造，从而有效提高轻量化的效果。
三、结论和展望车身轻量化是汽车制造业的重要发展方向和趋势，有着重要的意义和影响。
本文分析了实现车身轻量化的主要途径和思路，包括材料选择、结构设计、加工工艺等方面。
未来，随着材料和技术的不断发展和进步，车身轻量化的效果将更加明显和显著，为汽车工业的可持续发展做出更大的贡献。
四、材料选择对车身轻量化的贡献车身轻量化的重要任务之一就是选择更为轻盈的材料来替换传统车身所采用的轻合金或者钢铁材料。
车身轻量化技术的创新与突破随着汽车行业的发展，轻量化已经成为了一个重要的趋势。
车身轻量化技术的创新与突破，不仅有利于提高燃油效率，减少尾气排放，还能改善车辆的操控性能和安全性能。
本文将探讨车身轻量化技术的创新与突破。
一、材料创新是轻量化的关键在车身轻量化技术中，材料的选择是关键的一环。
如何选择合适的材料，既要保证车身的强度和刚度，又要使车身重量尽可能地减轻，是一个需要重点研究和创新的问题。
1.1 高强度钢的应用高强度钢具有良好的强度和韧性，被广泛应用于车身结构中。
通过使用高强度钢材料，既可以减少车身重量，又能保证车身的刚度和安全性能。
1.2 铝合金的应用铝合金具有密度低、强度高的特点，是实现轻量化的理想材料之一。
通过在车身结构中应用铝合金，可以有效减轻车身重量，提升车辆的燃油效率和操控性能。
1.3 复合材料的应用复合材料由多种材料组合而成，具有重量轻、强度高、刚度好的特点。
在车身轻量化中，复合材料的应用可以实现更大范围的重量减轻，提升车辆的整体性能。
二、设计创新是轻量化的关键除了材料创新，设计创新也是实现车身轻量化的重要手段。
通过改变原有的设计思路和方法，可以实现轻量化的突破。
2.1 结构优化设计通过结构优化设计，可以在保证车身强度和安全性的前提下，减少车身的材料使用量，从而实现车身的轻量化。
2.2 制造工艺创新通过改进车身的制造工艺，可以降低车身的成本和重量。
例如，采用先进的焊接技术和粘接技术，可以减少焊接接头的数量和重量。
2.3 外形设计优化合理的外形设计可以减少空气阻力，降低燃油消耗。
通过优化车身外形，可以实现车身的轻量化和空气动力学性能的提升。
三、技术创新是轻量化的关键除了材料和设计的创新，技术的创新也是实现车身轻量化的关键所在。
下面将介绍一些具有创新性的技术在轻量化方面的应用。
3.1 激光焊接技术激光焊接技术具有焊接速度快、焊缝质量好等优点。
在车身轻量化中，可以采用激光焊接技术来替代传统的点焊和线焊，从而减少焊接接头的数量和重量。
车身轻量化实现的思路及途径
慕温周;杨人杰;金珍洙;朱珍厚;张剑
【期刊名称】《客车技术》
【年(卷),期】2017(000)004
【摘要】分析了高强度钢、铝合金、镁合金、塑料等新材料的特性及应用现状,从新材料的应用、结构优化、工艺三方面阐述了车身轻量化实现的思路和途径,从布局、尺寸、形状等方面对车身结构进行了优化.
【总页数】5页(P38-42)
【作者】慕温周;杨人杰;金珍洙;朱珍厚;张剑
【作者单位】北京现代汽车有限公司沧州分公司;北京现代汽车有限公司沧州分公司;北京现代汽车有限公司沧州分公司;北京现代汽车有限公司沧州分公司;北京现代汽车有限公司沧州分公司
【正文语种】中文
【相关文献】
1.车身轻量化实现的思路及途径 [J], 慕温周;杨人杰;朱珍厚;张剑;罗艳路;吕顺
2.车身轻量化实现的思路及途径 [J], 慕温周;杨人杰;朱珍厚;张剑;罗艳路;吕顺
3.汽车车身轻量化设计的途径 [J], 王延安;赵长金
4.车身轻量化实现的总体思路及途径 [J], 慕温周;杨人杰;罗艳路;张剑;吕顺;朱珍厚;
5.三种白车身的轻量化途径 [J], Svenja Gelowicz;Hartmut Hammer;Claus-Peter KOth;
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车身轻量化设计方法摘要：在现阶段的汽车制造中，节能减排越来越受到重视，轻量化是汽车节能减排的重要技术路径。
车身轻量化相比其它性价比更高。
文章探索了车身轻量化的技术路线，该技术路线通过轻量化设计、轻量化材料和轻量化工艺来实现。
通过此方法的研究并在实际项目中得以应用，实现了在满足性能要求的情况下降低车身重量的目的，使车身轻量化技术水平和车身开发能力得到提升。
关键词：汽车；轻量化；优化设计随着汽车设计技术水平的提高，轻质材料的推广，工艺制造水平的提高，通过合理的车身结构、新材料的应用、新工艺实施，以更低的重量，实现整车性能目标成为可能。
1车身轻量化概念车身轻量化是指汽车在保证安全性、驾驶舒适性和抗震性等，且本身造价在可接受前提下，有目的地减轻汽车自身重量。
整车开发是性能、成本、重量三要素的平衡。
减重除成本外也受限于行业工艺水平的发展，因此随着行业的发展，轻量化在整车上持续不断地有所突破。
车身轻量化评价系统主要包含:车身性能、车身重量和车身成本，通过三方综合评价可对车身轻量化水平进行科学、客观的评估。
2车身轻量化设计方法2.1减轻白车身重量m轻量化系数主要考核的是单位重量的白车身所实现的车身性能。
在保证车身性能的前提下，降低白车身质量，可能通过如下途径实现。
①提高高强度钢板用量，减少材料厚度。
零件材料厚度的减少，必须提高材料强度，以保证零件可靠性。
高强度钢板除了随着强度增加，冲压性能变差，回弹量大尺寸难以控制外，其优势如下：——高成型性，高强度及抗凹陷性；——屈服强度高，是能够减薄板厚，降低重量；——吸能性强，在减重的同时提高汽车安全性；——耐腐蚀性好，使用寿命长。
——相对于传统340MPa的材料，600MPa级钢种的减重潜能约为20%。
——经济性好，可以沿用原有的冲压设备及焊接设备。
目前钢板车身已大量使用高强度钢板（包括高强度、超高强度和夹层减重钢板），可以在不增加成本的前提下，实现车身降重25%（以4门轿车为参照），且静态扭转刚度提高80%，静态弯曲刚度提高52%，车身强度极大的增加，满足全部碰撞法规要求。
车身轻量化的思路及途径轻量化制造工艺（完）
作者：北京现代汽车有限公司沧州分公司慕温周、杨人杰、罗艳路、张剑、吕顺、朱珍厚（韩）
车身轻量化的思路及途径——轻量化材料的应用（一）
车身轻量化的思路及途径——轻量化结构设计（二）
车身轻量化的思路及途径的第三个重要方法——轻量化制
造工艺
轻量化制造工艺在使用轻量化材料和优化结构设计后，往往需要革新制造工艺来满足材料和结构的变化，如目前已广泛应用的激光拼焊板、热冲压成形和液压成形等工艺。
1. 激光拼焊板激光拼焊板（TWB）可将不同材质、不同厚度、不同强度和不同表面镀层的板坯拼合起来然后整体进行压型。
激光拼焊板工艺已在汽车领域应用成熟，用于制造车门内板、加强板、立柱、底板和轮罩等部件，大众第7 代Golf 车身的激光焊缝总长度甚至达到了70 m。
激光拼焊板工艺通过减少制件数量、局部钢板减薄及去除点焊凸缘来实现轻量化目的。
车门内板边缘因需加装铰链，需要在0.8 mm 的主板基础上应用2 mm 厚的裁剪板来加强，因无需加装额外的增强板故车门整体减重1.4 kg。
2. 热冲压成形工艺高强度钢板由于屈服强度和抗拉强度的提高，冲压成形性能下降，主要表现为成形缺陷多、所需成
形力大以及回弹严重制件尺寸精度难以保证。
如当强度超过1 000 MPa 以上时，对于一些几何形状比较复杂的零件，使用常规的冷冲压工艺几乎无法成形，所以高强度钢的热冲压成形工艺应运而生。
热冲压成形工艺首先将高强度钢板加热至奥氏体化状态，然后快速转移到模具中进行冲压成形，在保证一定压力的情况下，制件在模具本体中以大于27℃/s 的冷却速度进行淬火处理，保压淬火一段时间，以获得具有均匀马氏体组织的超高强钢零件。
3. 液压成形工艺液压成形工艺一般有预成形、成形以及校准三个过程，可用于板材和管材成形。
板材液压成形技术尤其适用于有深冲要求的复杂工件及较少凹槽的大型工件，如车身的结构件和外覆盖件。
在车门外板的液压成形过程中，由于预成形使材料产生了期望的预应力，可以使车门等外板件在保持耐冲击性不变的情况下减少壁厚，从而达到轻量化效果。
管材液压成形是指管坯在内外部液体压力作用下贴合内部
的芯棒成形，该工艺可提高管件的内、外表面精度，也可用于两个部件的连接。
管材液压成形的主要车身制件有发动机歧管、车顶支架、侧门横梁、散热器支架和传动轴零件等。
4. 铝合金压铸新工艺铝合金的加工方法有铸造、压铸、辊压、挤压和冲压等。
随着铝合金在车身上的应用日益广泛，工程师们开发了一系列铝合金压铸新工艺，如冲压压铸法、针孔
压铸法和无孔性压铸法等，其中无孔性压铸法最受欢迎，压铸时注入型腔的金属液与氧气发生反应，型腔内随即形成真空状态，从而实现无气孔且可热处理的高质量压铸件。
目前用无孔性压铸法生产的铝合金大量应用于车轮、进气歧管以及动力转向壳等部件上，由于应用铝材且壁厚减小，轻量化效果显著。
总结随着国家环保法规加严，在消费者对驾乘感受要求提高以及整车价格持续下探的压力下，车身轻量化已成为众多车企的重点发展方向，而实现车身轻量化主要有新材料应用、车身结构优化和生产工艺革新三方面途径。
新材料应用方面基于目前技术条件和成本考虑，高强度钢、铝合金和工程塑料等已广泛应用，镁合金、碳纤维及其他复合材料目前大多处于研发阶段；车身结构优化主要有布局优化、尺寸优化、形状优化和拓扑优化四个方向；在轻量化车身设计时，可以细化到通道界面改进、传力路径优化、断面优化、减重孔优化和修边线优化等方面；新工艺革新方面，目前热冲压成形、激光拼焊板、铆接、胶接以及液压成形已经实现规模化量产应用。
总之，在满足车辆安全性能要求及量产成本的考量下，实现车身轻量化需要综合考虑新型材料和结构优化，而这往往需要革新生产工艺来实现。
所以，综合新材料、新结构和新工艺才能实现安全、低成本的轻量化车身。
