電動(dòng)汽車(chē)車(chē)身輕量化設(shè)計(jì)
關(guān)注創(chuàng)建者：wkd1106 創(chuàng)建時(shí)間：2019-09-22
電動(dòng)汽車(chē)車(chē)身輕量化設(shè)計(jì)的視頻教程
abaqus分析汽車(chē)輪轂以及輕量化設(shè)計(jì)
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汽車(chē)輕量化有哪些途徑？
主要內(nèi)容：1.汽車(chē)輕量化的意義 2.汽車(chē)輕量化途徑 3.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化 4.材料輕量化 5.制造新工藝
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新能源汽車(chē)輕量化材料
1.新能源汽車(chē)輕量化的意義及途徑2.新能源汽車(chē)輕量化材料應(yīng)用現(xiàn)狀及趨勢(shì)3.新能源汽車(chē)輕量化案例
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電動(dòng)汽車(chē)車(chē)身輕量化設(shè)計(jì)的實(shí)例教程
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引言
輕量化技術(shù)是一種降低尾氣污染物排放的技術(shù)路線，在保證汽車(chē)整體各項(xiàng)性能的前提下，對(duì)汽車(chē)進(jìn)行輕量化，可以有效降低汽車(chē)的質(zhì)量，節(jié)省能源，減少尾氣排放。根據(jù)相關(guān)資料顯示，國(guó)外的乘用車(chē)和商用車(chē)在輕量化方面每10 年平均降質(zhì)10%，整備質(zhì)量的輕量化在未來(lái)依舊會(huì)降質(zhì)20%，而我國(guó)在乘用車(chē)和商用車(chē)兩方面的輕量化研究都比較少，整備質(zhì)量比國(guó)外同類(lèi)型車(chē)的整備質(zhì)量高10%～15%。電動(dòng)汽車(chē)在國(guó)家政策的支持下蓬勃發(fā)展，以輕量化技術(shù)推動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)協(xié)同發(fā)展是未來(lái)電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的趨勢(shì)之一。
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有限元法簡(jiǎn)介及仿真
1.1 有限元法簡(jiǎn)介
有限元法是一種高效能、常用的計(jì)算方法。有限元的核心思想是結(jié)構(gòu)的離散化。有限元方法解題步驟可歸納如下：
（1）結(jié)構(gòu)離散化。將模型離散為若干相互連接、不重疊的單元。
（2）確定單元基函數(shù)。選擇合適的插值方式作為單元的基函數(shù)。在有限元分析中常用的有2種插值方式：位移法和混合法。位移法計(jì)算簡(jiǎn)單，采用節(jié)點(diǎn)位移為未知量?；旌戏ɑ疚粗?em>量有節(jié)點(diǎn)力和位移構(gòu)成。采用位移法計(jì)算，就是利用節(jié)點(diǎn)位移來(lái)表述單元的位移、應(yīng)力和應(yīng)變。單元內(nèi)任意一點(diǎn)的位移都可以用式（1）計(jì)算
（3）單元分析。
展開(kāi) 在基于仿真驅(qū)動(dòng)的汽車(chē)研發(fā)技術(shù)2.0下，主機(jī)廠整車(chē)開(kāi)發(fā)普遍深陷的技術(shù)困境是“低成本、短周期、高性能、輕量化”四個(gè)項(xiàng)目終極目標(biāo)兩兩之間的相互牽制和相互沖突，其中，主要矛盾是不斷嚴(yán)苛的汽車(chē)排放法規(guī)及不斷增加的電動(dòng)化續(xù)航里程所產(chǎn)生的輕量化技術(shù)需求，與不斷提升的產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力需求所產(chǎn)生的汽車(chē)研發(fā)制造低成本要求之間的矛盾。
在汽車(chē)研發(fā)技術(shù)2.0的技術(shù)困境中，技術(shù)問(wèn)題只是一個(gè)次要方面，核心問(wèn)題在于跨專(zhuān)業(yè)的技術(shù)溝通與協(xié)調(diào)。每一個(gè)技術(shù)決策需要同時(shí)滿足所有技術(shù)部門(mén)的專(zhuān)業(yè)技術(shù)要求，即每個(gè)部門(mén)對(duì)技術(shù)方案擁有“一票否決”權(quán)，特別是設(shè)計(jì)邊界高度復(fù)雜的車(chē)身工程開(kāi)發(fā)。
為什么說(shuō)在技術(shù)2.0下玩不轉(zhuǎn)車(chē)身輕量化？假設(shè)每個(gè)專(zhuān)業(yè)部門(mén)都絞盡腦汁的投入車(chē)身輕量化設(shè)計(jì)，并且每個(gè)部門(mén)拿出十個(gè)在本專(zhuān)業(yè)內(nèi)效果非常理想的改進(jìn)方案，提供給項(xiàng)目組討論和決策，一般結(jié)果是：本部門(mén)花了九牛二虎之力制定的絕大部分方案將直接陣亡，自信心受到巨大打擊。以下通過(guò)換位思考，分析技術(shù)方案被否定的四種情況。
第一，沒(méi)有考慮到某個(gè)技術(shù)專(zhuān)業(yè)常識(shí)性判斷，結(jié)果是一旦被指出技術(shù)方案的專(zhuān)業(yè)性問(wèn)題，方案提出部門(mén)的技術(shù)判斷能力會(huì)立馬減分。
第二，考慮到了其它專(zhuān)業(yè)的實(shí)施條件，但需要某個(gè)技術(shù)專(zhuān)業(yè)的配合，意味著相關(guān)部門(mén)的技術(shù)工作量增加、難度增加、風(fēng)險(xiǎn)增加，配合與不配合對(duì)自身部門(mén)一個(gè)樣，結(jié)果是直接夸大本專(zhuān)業(yè)的技術(shù)實(shí)施難度。
第三，考慮到了需要其它技術(shù)部門(mén)配合的技術(shù)實(shí)施難度是可以克服的，結(jié)果是相關(guān)部門(mén)本著“多一事不如少一事”的想法，直接說(shuō)非常樂(lè)意配合，但是人手不夠、資源不足，需要項(xiàng)目組協(xié)調(diào)。
第四，不需要其它部門(mén)配合，本部門(mén)直接可以搞定，那就不需要拿出來(lái)討論了，拿出來(lái)的目的是浪費(fèi)其它部門(mén)的時(shí)間。
展開(kāi) 某電動(dòng)車(chē)公司推出一款微型電動(dòng)車(chē)，適用于保衛(wèi)、觀光、代步和運(yùn)輸?shù)榷喾N用途，該車(chē)經(jīng)有限元分析表明，仍具有一定的輕量化設(shè)計(jì)空間，通過(guò)減輕車(chē)架質(zhì)量，一方面降低成本，另一方面也可提高電動(dòng)車(chē)的續(xù)航里程。電動(dòng)車(chē)車(chē)架如圖1所示。該電動(dòng)車(chē)為脊梁式結(jié)構(gòu)，中部為電池框，前軸和后軸分列電池框前后。該車(chē)架采用Q235矩形鋼管，初始整備質(zhì)量（含兩名乘員150Kg）653Kg。
圖1 車(chē)架示意圖
1.有限元建模
使用Hypermesh建立車(chē)架的有限元模型，為滿足車(chē)輛行駛狀態(tài)下的極端工況要求，分別設(shè)置彎曲和扭轉(zhuǎn)兩個(gè)工況，動(dòng)載系數(shù)參考相關(guān)資料設(shè)置為2.5和1.5.
選擇以所有的桿件的橫截面寬度和高度為設(shè)計(jì)變量，為滿足制造要求，對(duì)對(duì)稱(chēng)件和相關(guān)的桿件進(jìn)行尺寸關(guān)聯(lián)，保證優(yōu)化過(guò)程中桿件間尺寸一致，設(shè)計(jì)變量可以選擇連續(xù)尺寸，也可以根據(jù)廠商所能夠買(mǎi)到的型材進(jìn)行離散尺寸優(yōu)化。以質(zhì)量最輕為目標(biāo)函數(shù)，材料的屈服極限、一階固有頻率、剛度和尺寸為約束。
2.優(yōu)化結(jié)果
經(jīng)過(guò)尺寸優(yōu)化，在保證彎曲剛度、扭轉(zhuǎn)剛度和固有頻率不低于優(yōu)化前的同時(shí)，車(chē)架質(zhì)量下降14Kg，減重幅度達(dá)到17%。
展開(kāi) 當(dāng)前，激光焊接在汽車(chē)制造中的工藝應(yīng)用主要包括3大類(lèi)型，即：不等厚板的激光拼焊；車(chē)身總成與分總成的激光組焊；汽車(chē)零部件的激光焊接。這些工藝，都可不同程度地減輕車(chē)身重量。
經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，人們對(duì)于激光技術(shù)的了解以及認(rèn)知程度變高，其也從最初的軍事領(lǐng)域逐步擴(kuò)展到現(xiàn)代民用領(lǐng)域，而激光焊接技術(shù)的出現(xiàn)進(jìn)一步拓展了激光技術(shù)的應(yīng)用范圍，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的焊接工藝，作為重要的一個(gè)加工技術(shù)，是汽車(chē)輕量化路上的得力助手。
總結(jié)
目前，我國(guó)在汽車(chē)車(chē)身輕量化的材料上，已經(jīng)出現(xiàn)了明顯的多元化應(yīng)用趨勢(shì)，單一的車(chē)身材料已無(wú)法滿足當(dāng)前車(chē)身所需的強(qiáng)度及剛度，因此，在汽車(chē)車(chē)身的未來(lái)發(fā)展中，其輕量化材料會(huì)實(shí)現(xiàn)多種材料的組合制造，并在車(chē)身工藝制造技術(shù)上，會(huì)主要控制工藝材料的使用量，并開(kāi)發(fā)可回收材料，使汽車(chē)車(chē)身達(dá)到輕量化要求的同時(shí)也具備低耗能的優(yōu)勢(shì)，有效提高材料的利用率，利用各項(xiàng)技術(shù)提高車(chē)身的安全系數(shù)，完善傳統(tǒng)工藝的不足之處，以此實(shí)現(xiàn)汽車(chē)車(chē)身輕量化的生產(chǎn)目標(biāo)。
展開(kāi) 圖1
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白車(chē)身輕量化指數(shù)
Li=(L2-L1)/L1
式中，
Li為白車(chē)身輕量指數(shù)，無(wú)量綱；
L1為輕量化設(shè)計(jì)前的車(chē)身輕量化系數(shù)，單位Kg/[N·m/(°) ·m2]；
L2為輕量化設(shè)計(jì)后的車(chē)身輕量化系數(shù)，單位Kg/[N·m/(°) ·m2]；
3
汽車(chē)輕量化
在保證汽車(chē)安全、剛度、NVH等性能提升或者不降低的前提下，通過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和優(yōu)化、合適的材料選用、合理的制造工藝等手段來(lái)達(dá)到整車(chē)重量降低，從而來(lái)達(dá)到節(jié)油和減排的工程過(guò)程，稱(chēng)之為汽車(chē)輕量化。
行業(yè)水平
1
ECB會(huì)議
EuroCarBody（簡(jiǎn)稱(chēng)ECB）歐洲汽車(chē)車(chē)身會(huì)議，每年10月份在德國(guó)舉行。ECB代表著全球汽車(chē)車(chē)身發(fā)展趨勢(shì)，近年來(lái)一直被譽(yù)為車(chē)身界的頂級(jí)峰會(huì)。我們可以從ECB大會(huì)的車(chē)型輕量化系數(shù)，側(cè)面看出車(chē)身發(fā)展的最新水平。
圖2
由于各年度參展車(chē)型的品牌與產(chǎn)品定位存在差異，所以車(chē)身輕量化系數(shù)變化趨勢(shì)并非逐年遞減，但總體的趨勢(shì)是下降的。
展開(kāi) 
電動(dòng)汽車(chē)車(chē)身輕量化設(shè)計(jì)的相關(guān)專(zhuān)題、標(biāo)簽、搜索
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電動(dòng)汽車(chē)車(chē)身輕量化設(shè)計(jì)的最新內(nèi)容
今日16:00，Ansys官方『Ansys 結(jié)構(gòu)輕量化優(yōu)化設(shè)計(jì)解決方案及案例分析』介紹Ansys Mechanical拓?fù)鋬?yōu)化仿真解決方案，以及輕量化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的工程案例分析，感興趣的下滑預(yù)約學(xué)習(xí)??
時(shí)間：5月12日（星期二），16:00-17:00
內(nèi)容簡(jiǎn)介：
1. Ansys Mechanical 拓?fù)鋬?yōu)化仿真解決方案
2.輕量化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)案例分析
講師：
緊湊型望遠(yuǎn)鏡案例分析
簡(jiǎn)介
緊湊型望遠(yuǎn)鏡作為便攜觀測(cè)類(lèi)光學(xué)核心設(shè)備，以反射鏡緊湊排布實(shí)現(xiàn)光路折疊與像差校正，在壓縮體積的同時(shí)保障望遠(yuǎn)成像效果，是便攜觀測(cè)、安防偵察及消費(fèi)級(jí)觀景設(shè)備的關(guān)鍵組件，其光學(xué)結(jié)構(gòu)的合理性直接決定成像分辨率、視場(chǎng)范圍與設(shè)備便攜性，需嚴(yán)格滿足輕量化與高成像的雙重設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。本項(xiàng)目基于 OAS 光學(xué)軟件，通過(guò)光機(jī)一體化建模、多維度像差校正與雜散光優(yōu)化，構(gòu)建高性能緊湊型望遠(yuǎn)鏡光學(xué)方案
仿真+AI技術(shù)為快消包裝行業(yè)賦能提速、降本增效、推動(dòng)可持續(xù)發(fā)展。
“
輕量化設(shè)計(jì)不僅關(guān)乎成本削減，更在于放大環(huán)保影響力。每減少一克材料，都能節(jié)省樹(shù)脂用量、減少?gòu)U棄物產(chǎn)生，且隨著貨架上數(shù)百萬(wàn)件產(chǎn)品的規(guī)?；?yīng)，成效將十分顯著。而 PhysicsAI 讓我們能夠以前所未有的速度實(shí)現(xiàn)這些成果。
—— Kinetic Vision 開(kāi)發(fā)總監(jiān)
Shane
AUTO TECH China 2026 第十三屆廣州國(guó)際汽車(chē)輕量化技術(shù)及車(chē)用材料展覽會(huì)
The 13th International Automotive Materials and Lightweight Technology Expo
AUTO TECH China 第十三屆國(guó)際汽車(chē)輕量化技術(shù)及車(chē)用材料展覽會(huì)是關(guān)于各種先進(jìn)汽車(chē)材料及汽車(chē)輕量化的解決方案，如金屬材料
<p><br></p><p><strong>仿真+AI技術(shù)為快消包裝行業(yè)賦能提速、降本增效、推動(dòng)可持續(xù)發(fā)展。</strong></p><p><br></p><p><br></p><p>“</p><p class="ql-align-justify">輕量化設(shè)計(jì)不僅關(guān)乎成本削減，更在于放大環(huán)保影響力。每減少一克材料，都能節(jié)省樹(shù)脂用量、減少?gòu)U棄物產(chǎn)生，且隨著貨架上數(shù)百萬(wàn)件產(chǎn)品的規(guī)模化效應(yīng)，成效將十分顯著
為推動(dòng)產(chǎn)品輕量化設(shè)計(jì)與人工智能技術(shù)在工程設(shè)計(jì)、仿真與制造領(lǐng)域的深度融合，全國(guó)大學(xué)生先進(jìn)成圖技術(shù)與產(chǎn)品信息建模創(chuàng)新大賽組委會(huì)聯(lián)合 澳汰爾工程軟件（上海）有限公司 Altair 舉辦“第五屆輕量化設(shè)計(jì)與AI 應(yīng)用教師培訓(xùn)及競(jìng)賽”。
培訓(xùn)亮點(diǎn)
本次培訓(xùn)聚焦兩大前沿方向：
輕量化設(shè)計(jì)： 掌握 Altair Inspire
在一項(xiàng)聯(lián)合創(chuàng)新項(xiàng)目中，德國(guó)鐵路（Deutsche Bahn）、SLM Solutions公司聯(lián)合海克斯康對(duì)貨運(yùn)列車(chē)鉸鏈的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行了優(yōu)化，并借助增材制造技術(shù)實(shí)現(xiàn)了重新開(kāi)發(fā)。得益于?？怂箍灯煜碌腗SC Apex仿真平臺(tái)生成式設(shè)計(jì)帶來(lái)的重量?jī)?yōu)化成果，這些部件能夠通過(guò)3D打印實(shí)現(xiàn)更具成本效益的生產(chǎn)。
面臨挑戰(zhàn)
貨運(yùn)列車(chē)等設(shè)備資產(chǎn)壽命長(zhǎng)達(dá)數(shù)十年，導(dǎo)致備件難以長(zhǎng)期儲(chǔ)備。設(shè)備故障時(shí)，備件采購(gòu)成為運(yùn)營(yíng)商的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)
<p class="ql-align-right"><strong>本文作者：Royston Jones</strong></p><p class="ql-align-right"><strong>Altair 產(chǎn)品設(shè)計(jì)首席技術(shù)官&汽車(chē)行業(yè)高級(jí)副總裁</strong></p><p><br></p><p>長(zhǎng)期以來(lái)，汽車(chē)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制造方式基本保持不變。這是一個(gè)緩慢、耗時(shí)的過(guò)程，以試錯(cuò)法和物理原型為特征
汽車(chē)材料展︱2025 廣州國(guó)際汽車(chē)輕量化技術(shù)及車(chē)用材料展覽會(huì)
Asia's Leading Exhibition for Automotive Lightweight Technologies and Auto Materials !
AUTO TECH 廣州國(guó)際汽車(chē)輕量化技術(shù)及車(chē)用材料展是關(guān)于各種先進(jìn)汽車(chē)材料及汽車(chē)輕量化的解決方案，如汽車(chē)輕量化金屬與非金屬材料、輕量化部件、設(shè)計(jì)、
展會(huì)簡(jiǎn)稱(chēng)：中國(guó)汽車(chē)輕量化展|北京輕量化技術(shù)展|北京輕量化材料展|北京交通輕量化展|北京輕量化裝備展
★ 展會(huì)基本信息：
展會(huì)時(shí)間：2025年02月21日--02月24日（展覽四天）
展覽地點(diǎn)：北京·中國(guó)國(guó)際展覽中心（順義新館）
招展單位：上海梵翡會(huì)展有公司
------歡迎參加亞太地區(qū)影響力的輕量化產(chǎn)業(yè)鏈領(lǐng)域的國(guó)際盛會(huì)！
★ 展會(huì)概況：
當(dāng)今世界正經(jīng)歷百年未有之大變局
