車身輕量化
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2021-09-18
車身輕量化的視頻教程
基于Web的三維數(shù)據(jù)輕量化可視化系統(tǒng) Simright 3DLite
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汽車輕量化有哪些途徑？
主要內(nèi)容：1.汽車輕量化的意義 2.汽車輕量化途徑 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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車身輕量化的實(shí)例教程
總
結(jié)
眼下，輕量化評(píng)價(jià)指標(biāo)建立有兩個(gè)意義，一是指導(dǎo)企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)設(shè)定合理的輕量化目標(biāo)；二是引導(dǎo)汽車行業(yè)向輕量化、節(jié)能產(chǎn)品的開發(fā)路線。
雖然從車身輕量化系數(shù)的分析，我們可以得知很多輕量化方案，但車身輕量化系數(shù)僅可作為一個(gè)參考指標(biāo)，而不是一個(gè)評(píng)判車身輕量化水平的絕對(duì)指標(biāo)。
文中部分內(nèi)容引用自奇瑞李軍、中信路洪洲、長(zhǎng)江熊飛等專家的研究成果，在此表示致敬！
5.3 輕量化效果評(píng)價(jià)
得到白車身的輕量化系數(shù)LBIW和車身本體的輕量化系數(shù)應(yīng)該滿足對(duì)白車身和車身本體輕量化目標(biāo)的要求，如果不滿足要求，可以進(jìn)一步用高強(qiáng)或輕質(zhì)材料進(jìn)行正、側(cè)碰安全件替代，然后按照第5和6部分規(guī)定的方法重新進(jìn)行白車身結(jié)構(gòu)的輕量化多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)，直至滿足輕量化目標(biāo)要求。
PS;最新的輕量化評(píng)價(jià)介紹給大家，覺得不錯(cuò)，要關(guān)注并點(diǎn)贊哦，謝謝你的支持。
本文對(duì)汽車車身輕量化的方法、要求和發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行綜述，分析了車身輕量化對(duì)連接技術(shù)的挑戰(zhàn)，并對(duì)新型的連接技術(shù)進(jìn)行介紹，旨在對(duì)輕量化車身的設(shè)計(jì)與制造提供有益的借鑒。
1、汽車車身輕量化方法及發(fā)展趨勢(shì)
1.1 汽車車身輕量化的方法
汽車車身輕量化并非是簡(jiǎn)單地將汽車重量減輕，而是在保證車身的強(qiáng)度和安全性能的前提下，盡可能地降低汽車車身質(zhì)量，同時(shí)要保證汽車車身的制造成本在合理范圍內(nèi)。目前有以下三種手段。
(1) 使用輕量化結(jié)構(gòu)。即以車身零件的強(qiáng)度和剛度要求為約束，借助 CAE 優(yōu)化設(shè)計(jì)方法對(duì)零件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，通過車身零部件的薄壁化、中空化、小型化或集成化，以減小車身骨架和車身覆蓋件的質(zhì)量或數(shù)量，從而達(dá)到車身減重目的。優(yōu)化汽車的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)汽車輕量化的有效途徑之一。圖 1a 中通過擠壓形成的封閉型鋁合金空間框架結(jié)構(gòu)(Audi space frame，ASF)、圖 1b中通過輥壓成形的變截面結(jié)構(gòu)零件以及圖 1c 內(nèi)高壓成副車架，都是典型的輕量化結(jié)構(gòu)，在顯著減重同時(shí)能夠有效保證強(qiáng)度和剛度需求。
圖 1 典型的輕量化結(jié)構(gòu)
(2) 使用輕量化材料。通過大量使用輕質(zhì)、高強(qiáng)材料實(shí)現(xiàn)車身大幅減重已經(jīng)成為車身輕量化最為主要的手段。這些材料主要可以分為兩類：一類是高強(qiáng)鋼材料，包括普通高強(qiáng)鋼、先進(jìn)高強(qiáng)鋼(Advanced high strength steel，AHSS)以及超高強(qiáng)鋼(Ultra high strength steel，UHSS)。圖2a 所示的奧迪 A4(B8)就是通過大量使用高強(qiáng)鋼來(lái)實(shí)現(xiàn)有效減重；另一類是低密度材料，包括鋁合金、鎂合金、塑料、復(fù)合材料等，圖 2b 所示的奧迪 A8(D3)全部采用鋁合金制造，具有非常顯著的減重效果。
展開 汽車的制造是一個(gè)系統(tǒng)工程，激光在汽車制造中最重要的優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在其先進(jìn)的非接觸式的加工方式，相較于以往的加工方式，激光效率更快、精度更高，并且對(duì)這些難加工材料來(lái)說，激光更加容易實(shí)現(xiàn)，激光技術(shù)的進(jìn)步也讓這些新材料的應(yīng)用從理想變?yōu)榱爽F(xiàn)實(shí)，從而讓新材料得以在汽車輕量化中得以實(shí)現(xiàn)。目前激光技術(shù)在汽車制造領(lǐng)域中主要的應(yīng)用有車身拼焊、框架結(jié)構(gòu)和零部件的焊接。
新型輕量化材料的使用是實(shí)現(xiàn)汽車輕量化的有效手段之一。而激光焊接以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)在實(shí)現(xiàn)連接輕量化材料方面起著越來(lái)越重要的作用。當(dāng)前，激光焊接在汽車制造中的工藝應(yīng)用主要包括3大類型，即：不等厚板的激光拼焊；車身總成與分總成的激光組焊；汽車零部件的激光焊接。這些工藝，都可不同程度地減輕車身重量。
經(jīng)過幾十年的發(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)，是汽車輕量化路上的得力助手。
總結(jié)
目前，我國(guó)在汽車車身輕量化的材料上，已經(jīng)出現(xiàn)了明顯的多元化應(yīng)用趨勢(shì)，單一的車身材料已無(wú)法滿足當(dāng)前車身所需的強(qiáng)度及剛度，因此，在汽車車身的未來(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，并開發(fā)可回收材料，使汽車車身達(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)汽車車身輕量化的生產(chǎn)目標(biāo)。
展開 強(qiáng)度分析是在車身滿載情況下進(jìn)行仿真，配重部分通過RBE3 以質(zhì)量點(diǎn)形式添加在車身上。選取比較惡劣的垂向沖擊工況[4]，對(duì)比輕量化前后的車身強(qiáng)度是否符合要求。仿真結(jié)果和對(duì)比如圖8 和表4 所示。
圖8 輕量化前后車身強(qiáng)度等效應(yīng)力云圖
Fig.8 Equivalent stress cloud map of body strength after weight reduction
（a）輕量化前 （b）輕量化后
表4 輕量化前后最大等效應(yīng)力值及位置表
Tab.4 Maximum equivalent stress before and after weight reduction
輕量化后車身強(qiáng)度等效應(yīng)力最大值176 MPa，位于后地板處，后地板厚度經(jīng)輕量化變?yōu)?.7 mm。后地板材料為DC01，屈服極限195 MPa。后地板等效應(yīng)力最大值低于材料的屈服極限，企業(yè)要求最惡劣的強(qiáng)度工況的安全系數(shù)為1，輕量化前后的車身強(qiáng)度均達(dá)到企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
3.2 剛度對(duì)比分析
通過對(duì)比輕量化前后車身扭轉(zhuǎn)剛度的變化率和彎曲剛度開口處變形量，校核輕量化后車身剛度是否符合要求。在HyperMesh 中導(dǎo)入輕量化結(jié)果文件，重新分析車身剛度。輕量化后的車身扭轉(zhuǎn)工況Z 向位移云圖如圖9 所示。
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輕量化浪潮下的技術(shù)風(fēng)口
在 AR/VR、車載成像、消費(fèi)電子等領(lǐng)域?qū)?“輕、薄、高清” 的極致需求驅(qū)動(dòng)下，超表面成像技術(shù)正從實(shí)驗(yàn)室走向產(chǎn)業(yè)化，成為顛覆傳統(tǒng)光學(xué)的核心路徑。但超表面設(shè)計(jì) “跨尺度難、算力成本高、設(shè)計(jì)閉環(huán)斷裂” 等痛點(diǎn)，嚴(yán)重制約技術(shù)落地。
超表面是由亞波長(zhǎng)（小于工作波長(zhǎng)）微納結(jié)構(gòu)單元周期性 / 非周期性排布的二維人工光學(xué)器件，厚度僅為傳統(tǒng)透鏡的
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：
<p class="ql-align-justify">Ansys 5月應(yīng)用系列線上研討會(huì)共10場(chǎng)，主題覆蓋AI+優(yōu)化、光學(xué)、電弧、熱管理、材料決策…等主題，希望幫助工程師深入掌握仿真能力的應(yīng)用價(jià)值，精彩內(nèi)容持續(xù)全年，歡迎大家報(bào)名參與！</p><p>歡迎加入直播交流聊，獲取專屬開播提醒、直播回放、直播PPT及完整日程實(shí)時(shí)更新，干貨不錯(cuò)過！</p><p class="ql-align-center">
隨著聚變技術(shù)的不斷發(fā)展，小型化、緊湊型托卡馬克裝置逐步興起，這類裝置具有體積小、成本低、部署靈活等優(yōu)勢(shì)，適用于科研實(shí)驗(yàn)、小型示范等場(chǎng)景，同時(shí)也對(duì)聚變電源提出了輕量化、集成化的新需求。相較于大型托卡馬克裝置的電源系統(tǒng)，小型化聚變裝置的電源需在更小的體積內(nèi)實(shí)現(xiàn)高功率、高精度輸出，具備集成度高、重量輕、便于安裝等特點(diǎn)。
為適配小型化聚變裝置的需求，國(guó)內(nèi)企業(yè)逐步推進(jìn)聚變電源的輕量化與集成化研發(fā)
無(wú)論是汽車車身輕量化、航空航天結(jié)構(gòu)優(yōu)化、電子設(shè)備可靠性驗(yàn)證，還是新能源電機(jī)設(shè)計(jì)、金屬成型工藝改進(jìn)，HyperWorks 都能提供一站式、高效率、高可靠的仿真解決方案。
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? 汽車與新能源：整車碰撞仿真替代 70% 以上物理試驗(yàn)，縮短安全開發(fā)周期 50%；電池包仿真提前識(shí)別熱失控風(fēng)險(xiǎn)，降低召回與安全事故概率；車身輕量化與耐撞性協(xié)同優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)減重與安全的雙重目標(biāo)。
? 航空航天：精準(zhǔn)模擬鳥撞、冰雹沖擊、發(fā)動(dòng)機(jī)葉片脫落、水上迫降等場(chǎng)景，保障飛行器結(jié)構(gòu)安全；復(fù)合材料結(jié)構(gòu)沖擊仿真，助力輕量化設(shè)計(jì)與強(qiáng)度驗(yàn)證。
OAS軟件提供輕量化解決方案2個(gè)月前
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
環(huán)保材料與綠色工藝成為展會(huì)核心展示板塊：內(nèi)飾領(lǐng)域的水性皮革、再生塑料、天然纖維等環(huán)保面料，外飾領(lǐng)域的低VOC涂料、可回收保險(xiǎn)杠材料，搭配靜電噴涂、無(wú)溶劑粘接等綠色工藝，既降低車身重量實(shí)現(xiàn)輕量化，又滿足健康座艙與碳排放雙重要求，完美契合產(chǎn)業(yè)綠色升級(jí)趨勢(shì)。
高端定制與模塊化并行，提升產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。
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。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 開發(fā)總監(jiān)
Shane
<p class="ql-align-justify">*本文投稿自工程機(jī)械制造行業(yè)用戶張俊</p><p><br></p><p><br></p><p>車架是起重機(jī)三大結(jié)構(gòu)件之一，其剛度、強(qiáng)度性能對(duì)起重機(jī)的吊載性能、可靠性、安全性有著至關(guān)重要的作用。大量研究表面，汽車燃油消耗的50%是由整車重量引起的，整車重量每降低10%，燃油經(jīng)濟(jì)性可提高3.8%。輕量化設(shè)計(jì)是指在保證其基本性能的情況下，盡可能提高材料利用率
