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汽车轻量化是节能环保的有效措施2010年09月28日16:10福建农林大学机电工程学院陈铭年潘翔梁霖锋我要评论(1)字号：T|T[导读]综述了汽车轻量化与节能环保的关系、轻量化的途径、轻量化的发展方向、轻量化面临的问题,强调了轻量化设计是实现汽车轻量化的主要途径之一。
汽车轻量化是汽车产业的发展方向之一,也是一个汽车厂商和国家技术先进程度的重要标志。
汽车轻量化英文名称：Lightweight of Automobile。
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。
实验证明，若汽车整车重量降低10%，燃油效率可提高6%—8%；汽车整备质量每减少100公斤，百公里油耗可降低0.3—0.6升；汽车重量降低1%，油耗可降低0.7%。
当前，由于环保和节能的需要，汽车的轻量化已经成为世界汽车发展的潮流。
1、汽车轻量化与节能环保汽车行驶时,汽车运动阻力所消耗的功率有滚动阻力功率、爬坡阻力功率、空气阻力功率和加速阻力功率。
空气阻力主要与车身的形状、迎风面积等有关,并与速度的三次方成正比,但它与整车的总质量无关。
而滚动阻力、爬坡阻力和加速阻力均与整车的总质量成正比。
所以减轻自身质量,就减轻了整车总质量,从而就正比例地减少了上述3种阻力,也降低了能量消耗。
世界铝业协会的报告指出,轿车质量每减少10% ,燃油消耗可降低6% ~8%。
对自质量16~20 t的载货汽车,每减重1 000 kg,则可降低油耗6%~7%。
油耗的降低,意味着汽车的排污量的降低。
因此,减轻汽车自重,对于电动汽车而言,是节能的最有效措施之一;而对于燃油汽车,是节能环保的最有效措施之一。
2、汽车轻量化与钢材及运输成本1)汽车轻量化减少了汽车用材,降低了制造成本。
近年来,铁矿石价格上涨,钢铁也随之涨价。
原材料价格的不断上涨,给汽车制造业带来了很大的压力。
在汽车制造过程中,钢板的使用达50% ,各类铸铁件的使用占20% ~30% ,钢铁总消耗占所使用原材料的70% 。
考虑材料变形路径及应变率的车身前端吸能结构优化王金轮;兰凤崇;陈吉清【摘要】For studying the effects of high-strength steel sheets of different strengths and thicknesses on the frontal crash performance of vehicle, an optimization is conducted by combining the design of experiment, Kriging surrogate model and adaptive response surface method with maximizing specific energy absorption of front-end energy absorbing structure as objective, the material and thickness of major panels as design variables, and taking the deformation path and strain rate effects into consideration, with optimum matching scheme of high-strength steel sheets obtained. After optimization, the occupant injury indicators such as vehicle acceleration and brake pedal intrusion etc are reduced and the crashworthiness of vehicle body structure is improved. Meanwhile this study also verifies the feasibility of optimization based on adaptive response surface method.%为了研究不同厚度及强度的高强度钢板对车辆正面碰撞性能的影响,以车身前端主要吸能结构的比吸能最大化为目标,构件的材料和厚度为设计变量,并考虑材料的变形路径和应变率效应,通过试验设计、近似模型与自适应响应面法相结合进行优化,得到了高强度钢板最优的匹配方案.优化后降低了车辆加速度和制动踏板侵入量等乘员伤害指标,提高了车体结构的耐撞性.本研究同时验证了基于自适应响应面法进行优化的可行性.【期刊名称】《汽车工程》【年(卷),期】2013(035)003【总页数】7页(P265-271)【关键词】100％正面碰撞;自适应响应面法;高强度钢板;吸能结构;优化【作者】王金轮;兰凤崇;陈吉清【作者单位】华南理工大学机械与汽车工程学院,广州 510640【正文语种】中文前言汽车发生正面碰撞时，主要由车身前端薄壁梁结构的塑性变形来吸收碰撞能量，其吸能特性和变形模式决定了车体在撞击时加速度或力的响应，对乘员保护有着非常重要的作用［1］。
汽车车身轻量化研究和创新应用作者：和凤来源：《汽车博览·科研上旬刊》2019年第01期摘要：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。
关键词：汽车车身;轻量化;研究;创新据国务院发展研究中心预测，2020年我国汽车保有量将达1.3-1.5亿辆，交通耗油将占石油总消耗量的51%以上。
而减轻汽车自重是提高汽车的燃油经济性、节约能耗、减少污染的重要措施之一。
目前各国相继推出极具挑战性的油耗标准，欧、美、日基本或已完成2020年乘用车燃料消耗量标准的制定，且2025年后的标准研究与制定已启动或列入规划。
依据我国发布的《节能与新能源汽车产业规划》，到2020年，乘用车平均燃料消耗量降至5.0L/100km，到2025年，这一指标进一步下降至4.0L/100km。
1车身轻量化技术路线1.1 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。
1.2 车身轻量化技术路线车身轻量化技术路线主要包括轻量化设计、轻量化材料以及轻量化工艺。
根据车身轻量化路线，在单车型评价体系的基础上提出了新评价体系，即科学的、客观的平台化多车型、多品牌开发的评估体系。
该体系的建立和应用不但可用于车身轻量化水平的评估，也可用于推动车身研发能力的提升。
1.2.1 轻量化设计轻量化设计是在先期架构开发和过程控制，并应用轻量化材料及相应新工艺的基础上，通过科学的分析方法，不断积累设计经验，从而不断优化，从设计源头提升轻量化水平。
7Matsuo I，Nakazawa S.Development of a High-Performance Hybrid Propulsion System Incorporating a CVT.SAE2000 World Congress Detroit，Michigan March，2000.8Fu H，Tian G，Chen Q.The control algorithm of active synchronization of motor in Shifting process for electric ve-hicle.EV24International Battery，hybrid and fuel cell elec-tric vehicle symposium，Stavanger，2009.9余志生．汽车理论（第3版）．北京：机械工业出版社，2000.（责任编辑学林）修改稿收到日期为2011年9月26日。
GL6466轻型客车车身结构轻量化优化研究罗建国谢红清付爱军（柳州五菱汽车工业有限公司技术中心）【摘要】用梁单元建立了GL6466型轻型客车车身骨架有限元模型，并验证了模型准确性。
以车身总质量为目标函数，选取车身骨架主要型材的截面参数为设计变量，以车身弯曲刚度和扭转刚度、关键部位应力、1阶扭转固有频率为约束条件，进行灵敏度分析。
根据灵敏度分析结果确定优化设计变量，对该轻型客车车身结构进行优化后，车身总质量减轻8.1%，而车身刚度、强度以及1阶扭转固有频率在可接受范围内。
主题词：轻型客车车身轻量化优化中图分类号：U463.82文献标识码：A文章编号：1000－3703（2011）10－0021－03Study on Mass Reduction Optimization for GL6466Light BusBody StructureLuo Jianguo，Xie Hongqing，Fu Aijun（Technical Center,Liuzhou Wuling Automobile industry Co.,Ltd）【Abstract】Finite element model of body frame of GL6466light bus was established with beam element and proved to be accurate with experiments.With total body mass as the objective function,and section parameters of the body frame are chosen as design variables,sensitivity analysis was made with the constraints of low-order natural frequency and body bending stiffness and stress around the critical areas.Variables of the optimized design are defined according to result of sensitive analysis.After the optimization design,the total mass of the light bus body was reduced by8.1%,whereas body stiffness,strength and first-order natural frequency still meet the performance requirements.Key words：Light bus,Body,Mass reduction,Optimization1前言GL6466轻型客车是五菱集团自主研发的低地板城市客车。
人物40【人物简介】兰凤崇，华南理工大学教授、博士生导师，广东省汽车工程重点实验室主任。
兼任中国汽车工程学会常务理事、公安部交管局道路交通管理专家委员会专家、广东省汽车工程学会副理事长。
曾任吉林工业大学汽车工程学院副院长、华南理工大学机械与汽车工程学院院长等职。
主持或参加国家科技部重点专项、国家自然科学基金、粤港合作、省部委及汽车企业研究和开发项目40余项，培养硕士、博士研究生150人，发表论文350余篇，申请专利40余项，出版专著5部，获各类科技奖项10余项。
华南理工大学的校训“博学慎思 明辨笃行”，出自《礼记·中庸》十九章“博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之”。
意思是说，治学求进要博学多才，审慎求问，明确分辨，身体力行，就像本次采访的主人公兰凤崇给记者的感觉一样，体现了知与行、为人与治学的统一。
夏末秋初，正是一年中最清爽的时节，两杯清茶，几页稿纸，他开始和记者分享自己从业和育人的故事。
文/田曼扫一扫，阅读本栏目更多文章40年深耕 根深叶常青40年深耕 科研成果丰富1982年，兰凤崇从吉林工业大学汽车设计与制造专业毕业，此后无论是学业精进，还是工作创新，都没离开过汽车。
“我长期从事汽车现代设计方法、汽车结构与安全领域教学和科学研究工作，至今已经有近40年。
”一说起汽车，兰凤崇仿佛打开了话匣子。
40年深耕，背后是丰富的经验和成果积累。
一是基于车辆主被动安全（包括结构品质如N VH），人车路系统控制以及道路交通事故致因等方面的科学问题，对汽车结构的碰撞、轻量化问题开展了基于结构材料工艺一体化的综合优化、多学科多目标的研究。
在此基础上，兰凤崇及其团队开发了基于中国人体50百分位数据的乘员人体生物力学整人模型，解决了诸如乘员人体软组织器官在各种动态载荷下的损伤机理和评价等问题，可以实现针对中国人体进行虚拟计算和评价的汽车安全性设计，这个模型已经逐步在汽车企业得到验证和应用，这项技术对于参与国际竞争，提升我国汽车自主创新能力以及法律法规水平都有着重要意义。
10.16638/ki.1671-7988.2018.19.052轻量化车身性能目标的研究和应用王丛，汤湧，麻桂艳（华晨汽车工程研究院质量项目管理室，辽宁沈阳110141）摘要：汽车车身的轻量化已经广泛的应用于国内外各主机厂的车身设计中。
轻量化的车身结构可以有效的减轻整车质量，以应对国家日益严苛的节能减排和环保等法规要求。
文章基于车身开发的实践经验，总结了在车身的开发前期阶段，如何对车身的主要性能目标进行定义，是对自主车身正向设计的一次深入探索和应用研究。
关键词：华晨；汽车；车身；性能目标中图分类号：U462 文献标识码：B 文章编号：1671-7988(2018)19-150-02Research and application of lightweight BIW performance targetWang Cong, Tang Yong, Ma Guiyan( Brilliance Automotive Engineering Research Institute, Liaoning Shenyang 110141 )Abstract:The lightweight of automobile body has been widely used in the body design of OEM at home and abroad. Lightweight body structure can effectively reduce vehicle weight to meet the increasingly stringent requirements of national laws and regulations on energy conservation and environmental protection. This article, based on the practical experience of body development, summed up the early stage in the development of the body, how to define the main performance target of the body, is an in-depth exploration and application research for independent body design.Keywords: Brilliance; Automobile; Engine; BIW; performance targetCLC NO.: U462 Document Code: B Article ID: 1671-7988(2018)19-150-02前言汽车轻量化是近几年行业内最重要的设计方向，各大主机厂在推出换代产品时，都会对整车重量有严格的限制要求，而车身重量又在整车重量占有相当大的比重，因此在车身的重量目标限制下，就要求白车身的开发既要满足各项性能目标又要满足轻量化的设计理念，所以对车身的性能目标定义的准确性和实用性就有了更高的要求。
文章标题：汽车轻量化设计对乘用车白车身的影响及评价方法探讨一、引言乘用车白车身轻量化设计在现代汽车工业中日益受到重视。
轻量化设计能够减少车辆整体重量，提高燃油效率，减少排放，同时也有利于车辆性能和安全性的提升。
本文将探讨乘用车白车身轻量化设计的影响以及评价方法。
二、轻量化设计的影响1. 燃油效率提升乘用车白车身轻量化设计能够减少整车重量，减轻车辆负荷，从而降低燃油消耗，提高燃油效率。
轻量化设计可以通过材料选用和结构优化等方式实现，例如采用高强度、高韧性的轻质材料，以及优化车身结构，减少材料使用。
2. 减少排放轻量化设计能够减少车辆整体重量，降低对动力系统的负荷，减少燃油消耗，从而降低尾气排放，减少污染。
对于环保意识日益增强的现代社会而言，轻量化设计在减少环境污染方面具有重要意义。
3. 车辆性能提升乘用车白车身轻量化设计还可以提升车辆的操控性、加速性和刹车性能。
减少车辆整体重量可以降低车辆的惯性，增加车辆的灵活性，提升操控性能；同时也能提高车辆的加速性和刹车灵敏度。
4. 安全性能提升轻量化设计可以通过优化车身结构，提高车身刚性，增加吸能结构等方式，提升车辆的安全性能。
轻量化设计并非仅仅降低车辆整体重量，更重要的是要在保证车辆安全性能的前提下进行设计。
三、评价方法1. 材料评价在乘用车白车身轻量化设计中，选用合适的轻质材料是至关重要的。
评价方法可以从材料的密度、强度、韧性、成本等方面进行综合评价。
常见的轻质材料包括铝合金、镁合金、碳纤维复合材料等。
2. 结构评价结构评价是对车身整体结构进行评价，包括刚性、稳定性、振动响应等方面。
通过有限元分析等方法，可以对车身结构进行模拟评价，找出设计中存在的问题并进行优化。
3. 性能评价性能评价是对轻量化设计后车辆整体性能的评价，包括燃油效率、操控性、安全性、舒适性等方面。
通过车辆测试、模拟试验等手段，可以全面评价车辆轻量化设计的效果。
四、个人观点和总结个人观点：乘用车白车身轻量化设计是现代汽车工业发展的必然趋势，它不仅可以提升车辆性能，同时也有利于环保和可持续发展。
