輕量化
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輕量化的視頻教程
航空航天行業增材制造的設計自由化、輕量化和供應鏈革命-西門子端到端增材制造
航空航天行業增材制造的設計自由化、輕量化和供應鏈革命-西門子端到端增材制造 適用人群：航空航天增材部門負責人、增材數據準備工程師、機械設計/仿真工程師、研發/科研人員等 航空航天行業增材制造的設計自由化、輕量化和供應鏈革命【已結束】 直播時間：2020-05-26 20:00 增材在很多專家眼里有潛力成為下一個工業革命的關鍵技術，改變全球工業制造的版圖。
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輕量化的實例教程
所以，使用輕量化技術對汽車市場的發展有重大意義。
怎樣實現輕量化
在現今的汽車市場上，輕量化材料是車企實現汽車輕量化的常用方法。眾所周知，碳纖維、鋁合金熱成型鋼在質量上都比傳統的普通鋼要輕，而且強度與韌度性都顯優勢，以碳纖維為例，其強度是鋼的7-9倍，而且比鋼輕50%。因此，近年來，車企會在汽車的承載白車身、發動機蓋、懸掛等地方換用這些輕量化材質。
新一代寶馬7系的白車身就是采用了鋼、鋁合金以及碳纖維復合材料三種材質來打造車身，相對于上一代車型，車身重量減少了130公斤。此外，在懸掛系統、制動系統的配件上換用鋁合金材質。以全新BMW 740 Li為例，相比上一代車型，百公里綜合油耗降低16.7%。
雖然輕量化材料是車企實現汽車輕量化的常用方法，但并不是唯一。除此之外，在不影響性能和耐用性為前提下，利用輕量化結構也能實現汽車輕量化。
以全新科魯茲為例，借助CAE軟件的計算與實車測試，在設計時去掉那些不起作用反而增重的材料，如在發動機蓋上、車架上等運用減重孔、短凸緣、圓齒凸緣等技術減重，使科魯茲較上代減重120公斤，百公里油耗降至5.7L。
除此之外，先進的工藝也能達到輕量化的效果。就拿常見的輪轂和懸架擺臂來說，其制造工藝對重量有著極大影響。例如鍛造輪圈由于其材料更加致密的原因，輪輻結構更細更薄，重量自然就減下來了。
另外，車身和其他部件的連接工藝也會對車重產生影響?，F今大部分車輛都會采用激光焊接的工藝來焊接車身，減少車身上柳丁的使用。這樣，沒有柳丁的外加重量，一體化的車身既美觀又能做到輕量化，而且是自動化的焊接，提高生產效益，車企何樂而不為。
除了以上幾種主流的輕量化方式，汽車工程師為了實現汽車輕量化還在其他方面進行專研。
大勢所趨
在過往，這些輕量化技術只用于F1、勒芒耐力賽等大型比賽的車型上，為應對賽車協會的要求。
展開 接下來由中信戴卡股份有限公司工程技術研究院材料工程師李世德就中信戴卡輕量化鋁車輪研發關于先進車輪道路模擬試驗技術做了現場前沿技術報告，李工提到中信戴卡車輪輕量化從工藝提升、材料改進、設計優化三個方面入手，分別制定輕量化指標，滿足市場需求，其在車輪試驗檢測、結構和工藝等工程仿真技術方面深入研究，建立道路模擬測試以及對試驗路譜進行研究，其基于互聯網遠程控制系統的試驗設備已經應用在10個海內外制造基地。作為大陸第一家鋁合金車輪生產企業，中信戴卡也在著手展望下一代的試驗設備，將建立更完善的試驗場測試程序和中國路況損傷模型。
隨后上海ABB工程有限公司ABB機器人焊接與切割應用中心方案工程師曹召鋒就ABB柔性光學測量技術在汽車零部件行業的應用做了詳細介紹。緊接著大家開始進行激烈的圓桌討論環節，由中信微合金化技術中心博士路洪洲主持，重慶市超群工業股份有限公司，董事長助理韓志華、安徽匯泰車輪有限公司總經理韓克尚、興民智通（集團）股份有限公司技術總監王杰功、長春一汽富維汽車零部件股份有限公司車輪分公司業務主任張世江共同參與，大家就鋁輪與鋼輪輕量化的未來發展方向、基于輕量化發展訴求的鋁輪和鋼輪分別對材料的革新、OEM車輪輕量化制造工藝發展的瓶頸等方面進行了激烈的探討，在圓桌論壇的精彩討論之后，上午的會議伴隨著大家的掌聲告一段落。豐盛的午宴過后，由科技部國家高效磨削工程研究中心教授、北京博魯斯潘精密機床有限公司總經理吳行飛就智能制造成組技術在汽車輕量化輪轂制造產業中的應用做了介紹，主要介紹了在汽車輕量化輪轂制造中的一序、二序、三序粗加工以及亮面和鏡面的納米車削加工的的智能化和無人化成組技術和裝備。包括了全套技術和裝備的介紹,并介紹世界領先的納米車削技術在輪轂行業的應用。
展開 2024第十七屆國際汽車輕量化大會暨展覽會的通知|汽車輕量化
中國汽車工程學會、江蘇省科學技術協會、汽車輕量化技術創新戰略聯盟（以下簡稱“輕量化聯盟”）和揚州市人民政府將于 2024年10月9-11日 在 江蘇省揚州市 國際展覽中心舉辦 2024（第十七屆）國際汽車輕量化大會暨展覽會 （以下簡稱“大會”）
李先生編寫 152/1006/3431
主辦單位
中國汽車工程學會、江蘇省科學技術協會、汽車輕量化技術創新戰略聯盟、揚州市人民政府
協辦單位
江蘇省汽車工程學會、電動汽車產業技術創新戰略聯盟、揚州市人才辦、揚州市科學技術協會、揚州市科技局、揚州市工信局、揚州經濟技術開發區、揚州大學機械工程學院、云江（浙江）汽車技術有限公司
戰略合作單位
中信金屬股份有限公司、育材堂(蘇州)材料科技有限公司、湖北博士隆科技股份有限公司
承辦單位
國汽輕量化（江蘇）汽車技術有限公司、國汽（北京）汽車輕量化技術研究院有限公司、恒興國際會展集團有限公司、中信金屬股份有限公司（車身會議）
支持單位
中國汽車工程學會汽車材料分會、國家新能源汽車技術創新中心、溫州（瑞安）智能汽車零部件工程師協同創新中心、日本汽車復合材料學會、上海汽車工程學會、安徽省汽車工程學會、河南省汽車工程學會、黑龍江汽車工程學會、陜西省汽車工程學會
支持媒體
光明網、中國汽車報、汽車工程、汽車之友、汽車工藝與材料、中國汽車材料網等
展開 圖3 各國歷年油耗計劃
在不影響汽車性能的情況下降低油耗的方法主要有以下三種：（1）提升內燃機熱效率；（2）降低汽車行駛過程中的風阻；（3）車身輕量化。
渦輪增壓技術大幅提高了內燃機效率，但越接近卡諾定律所規定熱效率極限，尋求技術上的突破也就越困難，短期難有能夠大幅提升內燃機燃燒效率的技術革新。一輛汽車以80km/h的速度行駛時，約有60%的阻力源于風阻，所以每個車型面世前都要經過工程師數百次修改設計和上千小時的風洞試驗，空氣動力學性能幾乎被壓榨到了極限。而進入到21世紀以來，新材料不斷面世和材料加工成型工藝的發展使得汽車輕量化成為了可能。
據有關研究，一般情況下車重每減輕1kg，則1L的汽油可以使汽車多行駛0.011km。于此同時，汽車減重不僅減少了油耗，也減少了二氧化碳排放量，車重如能減少一半，二氧化碳排放量就能減少13%。同時也減少了如氮化物、硫化物等其他有害物質的排放量。
圖4 油耗與汽車質量 圖5 排放量與汽車質量
以何輕
量產車輕量化的前提是建立在汽車的整體品質、性能和造價不變甚至優化的基礎之上的，所以即使減配可以有效減輕車重并提高車輛性能，也不能作為汽車輕量化的有效手段，而是要通過材料、工藝和結構的重新設計，來實現整車減重的目標。
設計能力提升和制造工藝進步
汽車不同部位在行駛過程中的受力和安全要求不同，工程師針對不同部位進行鋼材差異化的選擇，在力學性能要求高的部位選用高強度鋼，而非加厚板材，在其他部位選用成本較低的鋼材起到基本的結構和覆蓋功能。這樣即有效控制了成本，又減輕了車重?，F在汽車生產用鋼通常被分為5-6個等級，不同等級的搭配使用能使白車身減重25%，而白車身又占據了整車質量的1/4，僅僅該部分的優化潛力就可達上百公斤。
展開 圖4 車門應力分布
1.5 車門柱碰安全分析
車門的安全性能測試一般采用側面柱碰的試驗方法，根據相關實驗標準《汽車側面碰撞的成員保護》（GB 20071—2006），按照標準要求對車門添加約束并放置碰撞圓柱，設置圓柱初速度為50 km/h，總計算時間為0.025 s，考察車門的最大侵入量[5]。通過計算，本車門向艙室內的最大侵入量為364.8 mm，如圖5所示。
圖5 車門柱碰最大侵入量
2 輕量化方案設計
根據車門各項性能的計算結果，車門的用材存在優化空間，可以進行輕量化設計，客戶要求減重至少5%。從降低用戶成本的角度，采用去掉門內板左側加強板、內板坯料采用激光拼焊的方式設計輕量化方案一，除拼焊部分外所有零部件牌號及厚度不變；輕量化方案二為內板左側加強板厚度減為1.4 mm、內板厚度減為0.7 mm，其余零件厚度不變。輕量化方案有限元模型如圖6和圖7所示。
圖6 車門輕量化方案一
圖7 車門輕量化方案二
新方案的輕量化效果如表2所示。
表2 兩方案輕量化效果對比
3 輕量化車門性能分析
3.1 方案一車門性能分析
針對輕量化方案一車門，依照前述方法開展車門的模態、垂向剛度、靜強度分析，結果顯示車門的一階非剛體模態為30.21 Hz；門鎖處垂向位移為1.44 mm，根據式（1）計算得垂向剛度為694.44 N/mm，振型為內板中部彎曲；最大應力依然出現在內板的下方鉸鏈附近，最大應力值為98.16 MPa，如圖8、圖9、圖10所示。
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7/8 | Discovery快速拓撲優化，助力產品實現輕量化目標
主題簡介：輕量化設計已成為眾多行業提升產品性能、降低材料成本和實現可持續創新的重要方向。本次直播將圍繞 Ansys Discovery 的快速拓撲優化能力展開，分享如何在設計初期基于載荷、約束和性能目標，快速生成更優結構方案。
輕量化結構設計案例分析。
· 云端化與輕量化：推出云端 Adams，支持遠程協同建模與仿真，適配中小企業輕量化需求，降低軟件使用成本。
四、總結
Adams 憑借高精度求解、剛柔耦合能力、全行業適配，成為多體動力學仿真領域不可替代的核心工具，深度賦能高端制造降本增效與創新升級。
四、總結
基于多工況加權柔度響應的拓撲優化是汽車控制臂輕量化設計的強大工具。它通過一個系統的、數學驅動的過程，幫助工程師從無到有地發現既滿足多種性能要求又極致輕量化的創新結構方案，是現代CAE驅動設計（CAE-Driven Design）的典范。
/GaN）及器件、車用LED芯片/光源/Mini/Micro LED、封裝測試、設計開發、生產設備等；</p>
<p style="margin-top: 20px; margin-bottom: 20px; border: 0px;"><span style="font-weight: 700; margin: 0px; padding: 0px; border: 0px;">8、 汽車輕量化技術及汽車材料
EPOCH 6LT
EPOCH 6LT便攜式超聲波探傷儀專為需要單手操作的檢測人員而優化，尤其適用于高空攀爬或對便攜性要求極高的場景，輕量化設計和符合人體工程學的結構，確保了操作人員可以安全、便捷地進行手持檢測，或在進行繩索作業時將綁縛在腿部使用。
? 折超混合系統設計，適配輕量化成像需求
軟件的折超混合設計模塊支持傳統折射光學元件與超表面元件的混合建模與優化，為超薄成像系統提供靈活的設計方案。
工藝溫度低（≤80℃），不損傷基材，可實現玫瑰金、藍色、黑色等多種金屬色，還能保持塑膠的輕量化優勢。適合3C產品外殼、化妝品包裝、燈飾配件，環保無化學污染，裝飾效果高端且耐久性好。
憑借精準的性能把控，它已在多個高端領域落地生根：
● 航空航天：用于耐高溫導線絕緣層、輕量化結構件，在極寒高空與高溫工況下穩定運行，揮發物少不污染精密儀器；
● 新能源：適配高壓電機絕緣部件、電池密封件，耐溫耐電壓，助力設備提升安全性與使用壽命；
● 精密電子：作為高頻元件、柔性電子的核心材料，低損耗、強絕緣的特性保障信號穩定傳輸；
● 特種工業：用于高溫工況下的軸承、密封件，耐磨耐輻照
增長動力主要來自三方面：
新興產業倒逼：折疊屏手機、可穿戴設備量產，要求屏幕與鉸鏈通過20-50 萬次彎折測試；新能源汽車爆發，帶動線束、電池極片、輕量化構件的彎折檢測需求激增。
標準體系升級：GB/T、ISO 等國內外測試標準趨嚴，強制要求關鍵材料與零部件通過彎折疲勞測試，合規成本上升推動企業主動采購高端設備。
