重型商用车轻量化设计技术

《重型汽车》ＨＥＡＶＹ　ＴＲＵＣＫ　２０１１．４１４重卡轻量化设计思路文章对汽车轻量化研发理论依据进行了比较全面的阐述，阐明了重卡轻量化研究的意义。

在与国外先进重卡的比较中，发现目前国内轻量化研发的局限性，提出了重卡轻量化的优化设计思路和具体方法。

通过从轻型材料选用、先进的制造工艺、零部件结构的优化、合理的整车布局、模块化设计思想、功能集成技术等方面出发，结合设计实例和具体效果,目前轻量化车型均可达到8%～10%的减重效果。

1 轻量化研发理论依据1.1 设计原则在确保强度、安全性、可靠性等汽车综合性能指标的前提下，兼顾“质量-性能-价格”三因素，最大限度地减轻各零部件的质量。

1.2 经济、环境效益实验证明，若汽车整车重量降低10%，燃油效率可提高6%～8%；整备质量每减少100kg，百公里油耗可降低0.3～0.6L。

将重卡的自重减轻，降低油耗，以此减少有害物排放、节省计重收费支出、提高载质量利用系数、增加运输利润。

1.3 局部改善整车的性能汽车减轻质量后可使车身重心降低，汽车行驶更加稳定、舒适，对加速和弹性也有很大好处，同时转动和震动部件的噪音明显降低，提高了抗倾翻能力。

轻量化不仅可以减小滚动阻力、加速阻力和爬坡阻力，还为实现大功率创造条件。

1.4 轻量化的关联性汽车各部分的质量是相互关联的。

通过减轻发动机质量，可以减轻发动机悬置、动力传动系统的质量。

当汽车某个部位质量减轻1kg,对整车减重效果为K kg,称K为增长因子，K值因部位而异，汽车的K值在1.5～2.0。

2 重卡轻量化设计思路2.1 国内研发状况与欧洲汽车相比，中国商用车重量高出17%。

目前国内应对重卡轻量化的措施，大都着眼于比较简单的零部件替换和轻质材料使用方面，这是国内长期从事逆向设计所形成的思维。

如更换铝合金储气筒、采用少片簧或橡胶悬挂、使用真空子午胎等。

然而这些都可以从供应商处直接采购过来，随着这些零部件的广泛使用，仅限于此很难脱颖而出。

汽车轻量化的九大关键工艺！文章来源：材加网一、激光拼焊（TWB）及不扥厚度轧制板（VRB）1.激光拼焊技术激光拼焊是将不同厚度、不同材质、不同强度、不同冲压性能和不同表面处理状况的板坯拼焊在一起，再进行冲压成形的一种制造技术。

德国大众最早于1985年将激光拼焊用于汽车。

北美于1993年也大量应用激光拼焊技术。

目前，几乎所有的著名汽车制造商都采用了激光拼焊技术。

采用拼焊板制造的结构件有身侧框架、车门内板、风挡玻璃框架／前风挡框、轮罩板、地板、中间支柱（Ｂ柱）等（见图1）。

最新统计表明，最新型的钢制车身结构中，50%采用了拼焊板制造。

图1 激光拼焊技术在车身上的应用实例激光拼焊技术在20世纪90年代末引入中国，一汽、上汽、长城、奇瑞、吉利等汽车公司在前纵梁、门内板和B柱加强板等都有应用。

宝钢已有23条激光拼焊生产线，年产2 200多万片板坯，占我国市场份额的70%以上，是世界第三、亚洲第一大激光拼焊板生产公司。

鞍钢也在与蒂森克虏伯合作，在长春等地建立激光焊接加工生产线。

2.不等厚度轧制板变厚板是轧钢机通过柔性轧制工艺生产的金属薄板，即在钢板轧制过程中，通过计算机实时控制和调整轧辊的间距，以获得沿轧制方向上按预先定制的厚度连续变化的板料。

图2显示了变厚板生产的工艺原理。

与TWB钢板相比，VRB 钢板仅可为同一种钢种，宽度也不能太宽，更适合制造梁类零部件。

图2 不等厚度轧制板生产原理德国Mubea公司有两条变厚板生产线，年产7万t。

板厚为0.7～3.5m m，原始板料的最高强度为800MP a级别。

目前，欧洲70余个车型使用变厚板或者变厚管产品。

奔驰C级车中通道加强板、前地板纵梁、后保险杠、后地板横梁等11个零件使用了VRB钢板。

我国宝钢和东北大学均开展了VRB钢板的研发和生产工作，目前具备了小批量供货的能力。

借助于强大的材料开发能力，宝钢形成了VRB零件的设计、材料开发、成形过程模拟、模具设计和产品质量评估的能力，并已试制成功前纵梁、仪表板支架、顶盖横梁等零件，同时也轧制成功了1 500MPa级别的非镀层和铝硅镀层的热冲压成形钢板，成功试制了热冲压成形VRB中通道零件。

汽车轻量化技术随着全球环境保护意识的不断提高，汽车轻量化技术成为当前汽车工业的研究热点。

通过减少汽车自身重量，轻量化技术可以有效降低燃油消耗、减少尾气排放，从而实现可持续发展的目标。

本文将介绍汽车轻量化技术的概念、原理和应用，并探讨其在未来的发展趋势。

一、概念汽车轻量化技术是指在保持汽车安全性、性能和稳定性的前提下，通过选用轻量化材料、优化设计和制造工艺等手段，减轻汽车自身重量的技术。

目前，常用的轻量化材料包括高强度钢、铝合金、碳纤维等，这些材料具有优异的强度和刚度，重量相比传统材料可以降低20%以上。

二、原理汽车轻量化技术的原理是利用轻量化材料替代传统材料，以达到减轻汽车自身重量的目的。

首先，通过材料的替代，可以减少汽车所需的金属材料，从而降低车身的重量。

其次，在设计上通过结构优化，使得汽车在减轻重量的同时，仍然能够满足安全性和承载能力的要求。

最后，在制造工艺上，优化焊接、铆接等连接方式，减少零部件的接头，降低整车重量。

三、应用汽车轻量化技术已经在汽车制造业得到广泛应用。

首先，在乘用车领域，轻量化技术可以显著提高燃油经济性，减少尾气排放。

同时，减轻车身重量还可以提升车辆的操控性能和加速性能，提高行车安全性。

其次，在商用车领域，轻量化技术可以增加载货量，降低运输成本。

此外，轻量化技术还应用于电动汽车领域，通过减轻车辆自身重量，提高电动汽车的续航里程和充电效率。

四、发展趋势未来，汽车轻量化技术将继续向着更高的目标迈进。

一方面，新材料的研发将推动轻量化技术的进一步发展。

例如，纳米材料、复合材料等新型材料有望成为轻量化技术的新趋势。

另一方面，制造工艺的革新将改变汽车轻量化技术的发展路径。

3D打印、激光焊接等新工艺的应用将使得轻量化零部件的制造更加灵活高效。

总结起来，汽车轻量化技术是一项旨在减轻汽车自身重量，提高能源利用效率的关键技术。

通过选用轻量化材料、优化设计和制造工艺等手段，轻量化技术可以在提升汽车性能的同时，降低燃油消耗、减少尾气排放。

重型商用车驾驶室轻量化优化设计目前,商用车数量虽然相较于乘用车少,但是商用车的百公里油耗偏高,年行驶里程较长,故总油耗占比高。

伴随着油耗法规愈加严格,采用先进的商用车节能技术显得尤为重要与紧迫。

轻量化技术作为关键节能技术,对重型商用车实现节能减排,达到油耗限值法规要求具有重要意义。

商用车驾驶室是非承载式车身结构,重量约占商用车整车整备质量的10%,其轻量化成本和风险要小于其他部件。

所以驾驶室的减重对于整车的减重意义明显。

本文基于产学研合作项目“基于被动安全性的商用车驾驶室结构轻量化优化设计”,在保证驾驶室强度、刚度和被动安全性要求的条件下,对某款重型商用车驾驶室进行轻量化优化设计,主要研究内容和结论如下:首先对驾驶室各部分结构进行几何清理,网格划分,添加材料属性,并用焊点连接和螺栓连接将各部分结构连接形成驾驶室白车身有限元模型。

其次对驾驶室性能进行了分析和评价。

对驾驶室进行模态分析,得到驾驶室主要低阶模态频率,并以一阶扭转固有频率,作为驾驶室的动态性能评价指标;进行驾驶室弯曲刚度和扭转刚度分析,并确定其弯曲刚度和扭转刚度;建立车架、悬置、内饰和假人的有限元模型并与驾驶室白车身模型进行组装,形成用于被动安全性分析的驾驶室有限元模型,依据基于ECE R29-02标准规定的试验方法,对驾驶室进行正面摆锤撞击、顶盖强度和后围强度仿真分析,并将仿真结果和试验进行对比以验证驾驶室有限元模型的精度;依据ECE R29-03标准规定的试验方法对驾驶室进行正面摆锤撞击仿真分析,正面A柱撞击仿真分析和顶盖强度仿真分析,选择能够表征不同工况下驾驶员生存空间的参数作为被动安全性的评价指标。

然后进行了驾驶室弯曲刚度,扭转刚度和一阶扭转固有频率的相对灵敏度分析。

针对驾驶室被动安全性指标,进一步对其进行了结构贡献度分析。

根据相对灵敏度分析和贡献度分析的结果筛选出18个厚度变量和4个材料变量作为多目标优化的设计变量。

最后对驾驶室进行多目标轻量化优化设计。

某重型商用车车架耐久性分析及轻量化设计的开题报告一、研究背景和意义随着经济的快速发展，物流行业也在不断壮大。

而重型商用车作为物流行业不可或缺的一环，其重要性不言而喻。

然而，由于长时间大量运输的要求，重型商用车的车架容易受到损坏，导致车辆的寿命减短，影响物流行业的稳定性。

因此，对重型商用车车架的耐久性进行研究，对保障商用车的可靠性和安全性，改善运输效率和减少车辆故障，具有重要的现实意义。

同时，轻量化设计也是当前汽车制造业的重要趋势之一。

轻量化不仅可以减轻车辆重量，降低油耗，还可以提高车辆的安全性和可靠性，延长车辆的寿命。

因此，对重型商用车车架的轻量化设计进行研究，不仅可以提高车辆的性能和经济性，还可以减少资源的浪费，具有较高的理论和实践价值。

二、研究内容和方法本研究将从车架材料、车架结构和工况三个方面入手，对重型商用车车架的耐久性进行分析，并提出轻量化设计方案。

1.车架材料方面，本研究将选取常用的钢材和铝合金进行对比研究，分析两种材料的优缺点，并通过有限元分析、疲劳试验等方法，探讨材料对车架耐久性的影响。

2.车架结构方面，本研究将在传统的框架结构基础上，探讨梁式结构、网壳结构、板壳结构等成对性能的改变，通过有限元分析等方法，进行受力分析和比较，选出最具有轻量化设计潜力的结构。

3.工况方面，本研究将从单壳结构的车架负载试验实验，探讨不同路况、不同荷载工况对车架耐久性的影响，以及车架轻量化设计方案的实用性和可行性。

三、研究预期成果本研究预期通过对重型商用车车架的耐久性分析和轻量化设计方案的探讨，达到以下几个方面的成果：1.通过材料对比和结构改进，提高车架的耐久性，延长车辆的使用寿命。

2.实现车辆的轻量化设计，增加车辆性能和经济效益，减少资源浪费。

3.为汽车制造业的发展提供新思路和技术，推动汽车工业的可持续发展。

四、研究进度计划本研究计划分为以下几个阶段：1.文献调研和材料采集，确定研究方向和主要参考文献。

汽车轻量化主要技术路线分析一、关系营销的主要目标关系营销更为关注的是维系现有顾客，丧失老主顾无异于失去市场、失去利润的来源。

关系营销的重要性就在于争取新顾客的成本大大高于保持老顾客的成本。

有的企业推行“零顾客叛离”计划，目标是让顾客没有离去的机会。

这就要求及时掌握顾客的信息，随时与顾客保持联系，并追踪顾客动态。

因此，仅仅维持较高的顾客满意度和忠诚度还不够，必须分析顾客产生满意感和忠诚度的根本原因。

由于对企业行为绩效的感知和理解不同，表示满意的顾客，原因可能不同，只有找出顾客满意的真实原因，才能有针对性地采取措施来维系顾客。

满意的顾客会对产品、品牌乃至公司保持忠诚，忠诚的顾客会重复购买某一产品或服务，不为其他品牌所动摇，不仅会重复购买已买过的产品，而且会购买企业的其他产品。

同时顾客的口头宣传，有助于树立企业的良好形象。

此外，满意的顾客还会高度参与和介入企业的营销活动过程，为企业提供广泛的信息、意见和建议。

二、竞争者识别每个企业都要根据内部和外部条件确定自身的业务范围并随着实力的增加而扩大业务范围。

企业在确定业务范围时都自觉或不自觉地受一定导向支配。

企业的每项业务包括四个方面的因素：要服务的顾客群；要迎合的顾客需求；满足这些需求的技术；运用这些技术生产出的产品。

企业确定自身业务范围时着眼点不同，业务范围导向就不同，竞争者识别和竞争战略也随之不同。

L产品导向与竞争者识别产品导向指企业业务范围限定为经营某种定型产品，在不从事或很少从事产品更新的前提下设法寻找和扩大该产品的市场。

对照确定业务范围的四方面因素可知，产品导向指企业的产品和技术都是既定的，而购买这种产品的顾客群体和所要迎合的顾客需求却是未定的，有待于寻找和发掘。

在产品导向下，企业业务范围扩大指市场扩大，即顾客增多和所迎合顾客的需求增多，而不是指产品种类或花色品种增多。

实行产品导向的企业仅仅把生产同一品种或规格产品的企业视为竞争对手。

产品导向的适用条件是：市场的产品供不应求，现有产品不愁销路；企业实力薄弱，无力从事产品更新。