SAE-China J0703-2013 《轿车白车身轻量化设计方法》

基于灵敏度分析的白车身轻量化设计摘要随着环保和节能意识的逐步提高，汽车轻量化已成为一个不可逆转的趋势。

本文以白车身轻量化为研究对象，采用灵敏度分析方法对车身结构进行优化设计，最终得到了轻量化方案，减少了车身重量，提高了综合性能。

关键词：白车身；轻量化；灵敏度分析；综合性能第一章引言随着人们生活水平和汽车行业的发展，车辆的需求量越来越大。

但车辆排放和能耗问题引起了大众的关注，汽车轻量化不仅可以降低燃料消耗和排放，还可以提高汽车的安全性能和舒适性能。

因此，汽车行业的轻量化已经成为了汽车行业的发展方向之一。

白车身是指没有安装车身外饰、底盘、发动机和传动系统等零件的车身，它是汽车制造的根基。

白车身轻量化不仅可以降低整车质量，还可以在不降低强度、刚度的前提下，提高车身排放和安全性能。

因此，对于白车身轻量化设计的研究具有重要意义。

本文以灵敏度分析为基础，对白车身轻量化设计进行了研究，并通过对模型进行分析，提出了相应的设计方案，最后得出了相应的结论。

第二章白车身轻量化的原理和方法2.1 白车身轻量化的原理白车身轻量化的主要原理是通过使用更轻的材料，优化车身结构来达到降低整车质量的目的。

实际上，白车身轻量化的核心是改变材料，改变结构。

2.2 白车身轻量化的方法白车身轻量化的方法主要包括材料轻量化、加工技术优化、结构优化等。

其中，结构优化是轻量化设计中最常用的方法。

目前，常用的优化方法有参数优化法、拓扑优化法、灵敏度分析法等。

第三章灵敏度分析的基本原理和应用3.1 灵敏度分析的基本原理灵敏度分析是一种用于确定模型参数和输出变量之间关系的分析方法。

灵敏度分析可以根据不同的变化规律来确定参数的重要性，找出参数的影响因素，综合分析参数的综合效应，为优化设计提供理论依据和方向。

3.2 灵敏度分析的应用灵敏度分析在工程和科学领域中有着广泛的应用，如：优化设计、参数估计、参数调节、系统控制等。

在轻量化设计中，灵敏度分析常被用于确定参数的重要性，找出不同参数对轻量化效果的影响因素，为优化设计提供科学依据和方向。

第19卷 第94期 交 通 节 能 与 环 保Vol.19 No.2 2023年04月 Transport Energy Conservation ＆ Environmental Protection April. 2023doi: 10.3969/j.issn.1673-6478.2023.02.006白车身轻量化设计流程方法研究尹 伟，黄 永（吉利汽车研究院（宁波）有限公司工程中心，浙江 宁波 315336）摘要：轻量化手段一般从三方面入手：材料轻量化、工艺轻量化、结构轻量化。

通常，新材料、新工艺都或多或少会带来成本的上浮，在产品售价已定的情况下，成本目标及控制是开发的核心指标。

为此，本文研究基于料厚组合优化的轻量化，通过对某车型开发过程中的白车身料厚组合优化的经验总结，来实现基于传统钣金结构和工艺，在不增加成本前提下的轻量化设计方法的研究和提炼。

关键词：轻量化系数；料厚优化；模态；刚度；试验对比 中图分类号：U462文献标识码：A文章编号：1673-6478（2023）02-0030-05Study on Thickness Combination Optimization Lightweight Design Method of a BIWYIN Wei, HUANG Yong(Geely Automobile Institute (Ningbo) Co., Ltd., Ningbo Zhejiang 315336, China)Abstract: Lightweight methods include three aspects: material lightweight, process lightweight, lightweight structure. In general, new material and new process will lead to cost rise, in the case of product price is fixed, cost goal is the core index. Therefore, the subject of this study is based on material thickness optimization of lightweight, new materials and technology is out of the discussion. This article summarizes the experience of the thickness combination optimization of white body in the development of a SUV to implement lightweight design method research and refining based on the traditional sheet metal structure and process, without any increase in cost.Key words: LWI; thickness combination optimization; mode; stiffness; test comparison0 引言随着国民收入的提高及汽车售价的降低，汽车逐渐走入平常百姓家庭，巨大的汽车保有量和增长率带来的环境污染和能源安全问题将更加突出，并逐渐成了社会所面临的主要问题。

10.16638/ki.1671-7988.2019.21.046汽车白车身轻量化-铝板技术的应用曹晨华，才佳，张一闯（一汽-大众汽车有限公司天津分公司，天津301500）摘要：随着环境污染、能源消耗日益加剧等问题的出现，汽车制造业对汽车车身的轻量化提出了更高的要求。

铝板技术的应用在最大的程度上降低了轿车车身重量，对汽车轻量化做出了巨大的贡献。

文章介绍了铝板技术的优缺点，并结合所在单位铝板技术的应用，阐述了铝板材料的存储、冲压加工和铝板零件返修过程中的注意事项等问题。

关键词：车身；轻量化；铝板；冲压中图分类号：U466 文献标识码：B 文章编号：1671-7988(2019)21-130-03Car Body Lightweight--Application of Aluminum Plate TechnologyCao Chenhua, Cai Jia, Zhang Yichuang（Series planning FAW-V olkswagen Automotive co. LTD. Tianjin Branch, Tianjin 301500）Abstract:With the emergence of problems such as environment pollution and energy consumption increasing, the car-manufacturing industry has put forward higher requirements for the lightweight of car-body. The application of aluminum plate technology has reduced the weight of car body to the greatest extent and made great contribution to the lightweight of car. This paper introduces the advantages and disadvantages of aluminum plate technology, and expounds the problems including material storage, stamping process and repairing process of aluminum plate parts combining with the application of aluminum plate technology in Faw-vw.Keywords: Car Body; Lightweight; Aluminium plate; StampingCLC NO.: U466 Document Code: B Article ID: 1671-7988(2019)21-130-03前言随着环境污染、能源消耗日益加剧等问题的出现，汽车制造业对汽车车身的轻量化提出了更高的要求。

论轿车白车身轻量化的表征参量和评价方法一、背景介绍近年来，汽车行业一直以轻量化为发展方向，这也使得白车身轻量化成为了汽车行业的研究热点之一。

白车身轻量化不仅可以减轻车辆自重，提高车辆的燃油经济性，还能减少对环境的影响，符合现代汽车工业的发展趋势。

针对轿车白车身轻量化，本文将从表征参量和评价方法两个方面展开研究并不断完善，以期为相关领域研究者提供一些建议和思路。

二、表征参量1. 车身减重量车身减重量是白车身轻量化的最基本表征参量。

随着材料技术的不断进步，汽车轻量化材料也在不断涌现，如碳纤维复合材料、镁合金材料等，它们可以有效地减少车身自重。

车身减重量可以直观地反映白车身轻量化效果。

2. 结构刚度结构刚度是白车身轻量化的另一重要表征参量。

轿车在行驶过程中需要承受各种因素的作用力，在轻量化的保证车身的结构刚度也是非常重要的。

通过评价车身的结构刚度，可以评估轿车在减轻车身自重的同时是否满足了车身的稳定性和安全性要求。

3. 车身材料的环保性车身材料的环保性也是白车身轻量化的重要表征参量之一。

随着人们对环保的重视程度不断提高，选择环保材料已成为汽车行业发展的趋势。

在实现白车身轻量化的过程中，应充分考虑材料的环保性，选择符合环保标准的材料，以减少对环境的影响。

三、评价方法1. 性能评价轿车白车身轻量化的评价方法中，性能评价是最基本的一种评价方法。

性能评价主要从白车身的动力性能、操控性能和舒适性等方面进行评价，以确保车辆在轻量化的同时不影响其整体性能。

2. 安全评价安全评价是评价白车身轻量化效果的重要手段。

轿车在行驶过程中需要保障车身的结构完整性和安全性，通过安全评价可以检验轿车在轻量化的过程中是否有牺牲安全性的情况。

3. 环保评价在进行白车身轻量化的过程中，环保评价也是必不可少的一种评价方法。

通过对车身材料的环保性、废旧车辆的回收利用等环保指标的评价，以确保白车身轻量化不仅可以提高车辆的燃油经济性，还能减少对环境的影响。

白车身多学科轻量化优化设计应用面对日益短缺的能源状况和日益恶化的环境状况，无论在传统的内燃机汽车还是新能源汽车领域，轻量化设计都已成为汽车业关注的焦点。

轻量化技术必将成为汽车公司的核心竞争力之一。

目前轻量化设计的主要方法有以下3种：结构轻量化，即采用优化设计方法对车身的拓扑结构、形状尺寸与厚度进行优化设计，实现轻量化；工艺轻量化，即采用特殊的加工工艺方法，如激光拼焊板、柔性轧制差厚板、液压成型技术等；材料轻量化，采用高强度钢板、轻金属材料（如铝、镁）、非金属材料（高强度塑料、碳纤维复合材料等）。

标签：白车身；轻量化；优化设计1、白车身轻量化研究白车身结构轻量化能够达到理想状态，需要做到以下几点：1.1在早期的设计阶段就确定可行的轻量化方案。

通过运用虚拟分析与优化技术掌握各设计参数对各性能和重量的影响规律，做到重量和性能的平衡，不要到车辆开发的后期才考虑减重，这样减重效果并不明显。

目前国内的研究大多集中在车辆研发后期或者小改型设计，仅针对现有车型车身钣金件进行材料强度和厚度的减重优化设计，并没有涉及到车身骨架的开发，鲜有前期就引入结构轻量化的研究。

1.2车身轻量化优化设计需要考虑车身各项性能，是一个多学科的集成优化设计过程，应找到系统整体的最优解。

目前国内轻量化优化设计工况多为单学科，优化后再针对其他学科工况进行验算和结果修正，并没有直接进行多学科的集成优化。

1.3车身各零件的拓扑关系、截面尺寸、位置、材料强度与厚度共同影响着车身各项性能。

目前国内汽车企业主要集中对零件材料强度和厚度进行减重优化，没有综合考虑零件的拓扑关系、截面尺寸等导致轻量化设计的潜能没有完全发挥出来。

本文在车辆早期开发阶段，建立了整车参数化白车身模型。

共定义了60多个设计变量，包括车身关键零件的形状、位置、尺寸、材料与厚度。

根据整车布置空间与工程师经验，确立了设计变量的有效变化范围。

采用试验设计方法产生计算样本点，经仿真计算后汇总结果建立优化近似模型，通过多学科的集成优化，找到满足不同学科不同工况条件下的最轻白车身。

电动汽车白车身轻量化设计及性能分析摘要：随着全球经济的发展和人们环保意识的不断提高，电动汽车作为新能源汽车的代表，逐渐成为汽车产业的重要发展方向。

与传统燃油汽车相比，电动汽车具有零排放、低噪音、高效节能等优势。

然而，在实际应用中，电动汽车还面临着一系列问题，例如，续航里程不足、使用寿命短、充电速度慢等。

而这些问题都与电动汽车的白车身结构设计和轻量化策略密切相关。

基于此，本文阐述了优化电动汽车白车身轻量化设计的策略，以供参考。

关键词：电动汽车；白车身轻量化设计；优化策略引言汽车白车身轻量化设计是电动汽车的主要组成部分。

对于电动汽车来说，对白车身进行轻量化设计，不仅能够降低对汽车能源的消耗和，还能提高电动汽车的行驶续航力和里程。

因此，对电动汽车白车身进行各种轻量化车型设计，就显得尤为重要。

一、优化电动汽车白车身轻量化设计的意义为发展节能环保的新产业，科技部已经发布了关于新能源电动汽车的重大专项，从长远经济发展、社会效益还是整体经济效益角度进行一个综合衡量考虑，低油耗、低污染排放的电动汽车发展是绿色节约型经济社会汽车发展的大趋势方向，包含纯能源电动汽车在内的多种新能源电动汽车快速发展也将是大势所趋。

与其他传统大型燃油电动汽车产品相比，纯动力电动汽车因为其特殊的传动原理及车身结构，白车身轻量化已经是必然的产业发展战略方向。

电动车白车身轻量化设计是为了提高能源的利用率，从而加强新能源电动车续航能力。

综合考虑人机工程、产品工业工艺技术和设计、成本以及效益等诸多影响因素，确定采用相应的设计生产工艺。

轻量化的技术研究对电动汽车的持续发展来说势在必行，只有真正实现了对于白车身轻量化研究才能大大降低技术开发成本，提高使用性能，从而更加接近国际市场需求。

二、优化电动汽车白车身轻量化设计的策略（一）使用新型的制造材料与传统金属材料相比，新型材料通常更轻、更坚固，因此，在设计和制造电动汽车时，使用新型材料可以将整个车身的重量减轻，从而改善续航里程和节能性。

汽车白车身设计规范1. 范围本标准归纳了[BIW]白车身结构设计的一些基本方法和注意事项。

本标准适用于长春宇创公司白车身结构设计及检查。

2．基本原则2.1 白车身设计是一个复杂的系统并行设计过程，要彻底地摒弃孤立地单个零件设计方法，任何一个零件只是其所处在的分总成的一个零件，设计时均应考虑其与周边相关零部件的相互关系。

评注：周边造型匹配[面差、分缝影响外观]；周边安装匹配[焊接装配、安装件的连接、安装空间]2.2 任何一种车型的白车身结构均可按三层板的设计思想去构思结构设计，即最外层是外板，最内层是内板，中间是加强板，在车身附件安装连接部位应考虑设计加强板。

评注：结构的强度、刚度与横截面积有关系，与周边的展开的周长也有关系，“红旗3”轿车的一个宣传点就是其前防撞横梁为六边型。

2.3 所设计的白车身结构在满足整车性能上、结构上、四大工艺[冲压工艺、焊接工艺、涂装工艺、总装工艺]是否比参考样车或其他车型更优越，是否符合国内（尤其是客户）的实际生产状况，以便预先确定结构及工艺的改良方案。

2.4 白车身在结构与性能上应提供车身所需的承载能力,即强度和刚度要求。

3．冲压工艺要求3.1 在设计钣金件时，对于影响拉延成型的圆角要尽可能放大，原则上内角R≥5，以利于拉延成型；对于折弯成型的圆角可以适当放小，原则上R≈3即可，以减小折弯后的回弹。

１）板件最小弯曲半径２） 弯曲的直边高度不宜过小，其值h ≥R+2t 。

见上表。

３）弯曲边冲孔时，孔边到弯曲半径R 中心的距离L 不得过小 ，其值L ≥2t 。

见上表。

４）圆角弯曲处预留切口。

５）凸部的弯曲避免如a 图情形的弯曲，使弯曲线让开阶梯线如图b ，或设计切口如c 、d 。

r ≥2t n=r m ≥2t k ≥1.5t L ≥t+R+k/23.2在设计钣金件时，考虑防止成型时起皱，应在适当的地方（如材料聚集处）布置工艺缺口，或布置工艺凸台、筋。

3.3 孔与孔，孔与边界距离应大于2t ，若在圆角处冲孔，孔与翻边的距离应大于R+2t 。