底盤輕量化
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2021-09-18
底盤輕量化的視頻教程
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)計優(yōu)化 4.材料輕量化 5.制造新工藝
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底盤輕量化的實例教程
底盤系統(tǒng)
包含了懸架、制動、轉(zhuǎn)向等子系統(tǒng)，在傳統(tǒng)意義上它影響著整車的舒適性、安全性與操控性，而對于新能源汽車而言，它的影響更加深遠(yuǎn)。
新能源汽車的底盤設(shè)計有兩種途徑，一種是由傳統(tǒng)底盤改制設(shè)計，盡可能地沿用原有設(shè)計，根據(jù)需要進(jìn)行部分的改制工作，開發(fā)難度小、開發(fā)成本低、開發(fā)周期短，并且能夠與傳統(tǒng)車共用平臺，并在很大程度上沿用傳統(tǒng)車的成熟零部件。
但是考慮到公用性等，在開發(fā)設(shè)計的過程中受到的限制較多，總布置的難度較大，模塊集成化較低等缺點。
另外一種是新能源專有平臺開發(fā)，沒有燃油車公用等眾多限制，新能源專有底盤的設(shè)計可以更優(yōu)化、集成度更高、性能更卓越，因此專有平臺已經(jīng)成為新能源汽車底盤設(shè)計的新趨勢。
新能源汽車的底盤系統(tǒng)需要適應(yīng)于車載能源的多樣性、適用于高度集成的系統(tǒng)模塊，同時不限制汽車內(nèi)部空間與外部造型的設(shè)計。
底盤零件新材料、新工藝和穩(wěn)定性的總體要求
輕量化和新材料
汽車底盤在未來的發(fā)展方向之一便是汽車輕量化， 對于輕質(zhì)合金材料和高強度鋼的需求量在未來將會大大增加；底盤上對于鋁合金的運用也會越來越多；鎂合金的需求量也呈增長的態(tài)勢。但是，也要不斷研究一些新型設(shè)計來滿足汽車零部件重量輕的需求。
底盤輕量化
新能源汽車電池的重量占全車總重量的30%，其他的是車身和配件，因此，為了提升新能源汽車的性能與能源效率要使底盤輕量化。在設(shè)計過程中，要積極采用先進(jìn)的技術(shù)和材料，不斷改進(jìn)和完善結(jié)構(gòu)。一般情況下，可以改變尺寸、形狀或選擇空心結(jié)構(gòu)來降低零件質(zhì)量。同時，要盡量選擇鋁合金和鎂合金來代替鋼質(zhì)材料，這樣可以降低質(zhì)量，也可以引進(jìn)熱成形等新型方法降低零件質(zhì)量。
對TRIP鋼材料的應(yīng)用
雖然TRIP鋼材料現(xiàn)階段在小型汽車中的應(yīng)用并不多見，尤其是在底盤設(shè)計中，更是不會使用TRIP鋼材料。
展開 將操控集成到底盤支架是可行的。在豪華車與跑車中，除了前軸操控，后軸操控也在不斷增長。其表現(xiàn)形式是四軸操控。
2. 未來的操控：將會是純電子操控方式，即使是高端車型，也會滿足線控轉(zhuǎn)向的所有功能，不過，依然是通過操縱軸的機械離合來實現(xiàn)。很多新的駕駛輔助系統(tǒng)將借助電子操控得以實現(xiàn)。
3. 未來的彈簧：由于成本的原因，空氣彈簧或者主動彈簧主要還是用于豪華車中。大批量生產(chǎn)的中低端車型依然裝配被動鋼螺釘彈簧。對于輕量化汽車來說，復(fù)合材料的板彈簧在成本持續(xù)下降后，有可能會得到應(yīng)用。
來源：輕量化技術(shù)網(wǎng)
1.底盤懸架概述
底盤懸架是彈性連接車輪和承載系統(tǒng)的裝置，其作用不僅有衰減振動、傳遞載荷，還有緩和沖擊，另外，對處于行駛狀態(tài)的汽車而言，底盤懸架往往可用來調(diào)節(jié)車身位置，避免安全事故出現(xiàn)。
現(xiàn)將其核心功能概括如下：①向車架傳遞車輪受路面作用所產(chǎn)生應(yīng)力，如支承力、制動力、驅(qū)動力和側(cè)向反力，當(dāng)然，上述應(yīng)力帶來的力矩同樣經(jīng)由底盤懸架向車架進(jìn)行傳遞，這點易被忽視；②緩沖并吸收不平路面給行駛中汽車帶來的沖擊、振動，為車載貨物的安全性提供保證，乘坐體驗也會得到一定程度優(yōu)化；③確保車輪和車身的關(guān)系始終滿足動態(tài)幾何特征，具體來說，就是車輪按照特定規(guī)律跳動，車身自然可以按照預(yù)期軌跡運動。現(xiàn)有汽車的底盤懸架，以非獨立懸架較為常見，該懸架主要分為兩部分，由穩(wěn)定桿、減振器等部件組成的前懸架以及由緩沖塊、平衡軸等部件構(gòu)成的后懸架，其中，后懸架結(jié)構(gòu)以平衡結(jié)構(gòu)為主。
2.輕量化設(shè)計探究
2.1 優(yōu)化策略
要想使底盤懸梁達(dá)到輕量化設(shè)計所提出的要求，有關(guān)人員應(yīng)著重考慮結(jié)構(gòu)、工藝及材料的優(yōu)化，以下將逐一對其進(jìn)行介紹，希望能夠給人以啟發(fā)。
2.1.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化
對于底盤懸架而言，結(jié)構(gòu)優(yōu)化既能夠?qū)崿F(xiàn)輕量化設(shè)計目標(biāo)，又可使零件質(zhì)量與成本處于平衡狀態(tài)。在計算機技術(shù)滲透到各行各業(yè)的當(dāng)下，利用計算機對結(jié)構(gòu)進(jìn)行仿真設(shè)計和優(yōu)化成為大勢所趨。隨著尺寸優(yōu)化及形狀優(yōu)化手段被引入，汽車業(yè)可在成本維持不變的前提下，盡量降低結(jié)構(gòu)質(zhì)量。經(jīng)由CAE 確定材料密度分布優(yōu)化方向，得出符合扭力梁主體需求的方案，通過對尺寸加以優(yōu)化，掌握結(jié)構(gòu)、管梁厚度的最佳參數(shù)，可使汽車質(zhì)量顯著降低，這也是輕量化設(shè)計被提出的初衷。
展開 隨著汽車消費的日益普及和環(huán)保壓力的逐漸加大，輕量化已經(jīng)成為當(dāng)今新車研發(fā)的焦點和大勢所趨，而要達(dá)到預(yù)期的輕量化目標(biāo)，輕量化材料以及工藝技術(shù)帶來的效果最為顯著。以碳纖維復(fù)合材料為代表的輕量化材料及工藝技術(shù)，將大力推動汽車輕量化進(jìn)程，成為汽車輕量化路上的得力助手。
技術(shù)研發(fā)：布局輕量化時代
在業(yè)內(nèi)，碳纖維復(fù)合材料一直有著汽車輕量化殺手锏之美譽，但由于碳纖維復(fù)合材料設(shè)計和工程開發(fā)難度大，我國在各種碳纖維復(fù)合材料鋪層設(shè)計、連接點CAE設(shè)計及驗證等方面的數(shù)據(jù)積累較少，導(dǎo)致碳纖維復(fù)合材料的應(yīng)用成為業(yè)內(nèi)普遍公認(rèn)的難點。
眾泰汽車自成立以來，便非常重視碳纖維復(fù)合材料等輕量化材料及零部件研發(fā)，并相繼開展了以 “碳纖維復(fù)合材料混合車身”為主，包括全鋁底盤、輕量化座椅等在內(nèi)的SUV輕量化平臺研發(fā)項目。截止目前為止，在碳纖維復(fù)合材料車身件、大型鋁合金前后縱梁的材料、工藝及連接技術(shù)方面，眾泰汽車已擁有多項自主研發(fā)的核心技術(shù)，并已申請了20余項專利，其中發(fā)明專利占70%，已獲得4項授權(quán)，碩果累累。
技術(shù)突破：開發(fā)碳纖維復(fù)合材料混合車身
碳纖維復(fù)合材料密度通常在1.7g每立方厘米左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于制造業(yè)常用的鋼材，其斷裂韌性、抗疲勞性、抗蠕變性都高于汽車常用的金屬材料，眾泰汽車目前研發(fā)的SUV平臺碳纖維復(fù)合材料混合車身，便是一種擁有碳纖維復(fù)合材料、鋁合金、塑料及鋼等多材料混合技術(shù)以及先進(jìn)連接工藝的新型車身。
該車身包含有十余種碳纖維復(fù)合材料零部件（翼子板、四門等車身覆蓋件以及9種碳纖維復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件），最大尺寸達(dá)1820*1180mm。其中，研發(fā)的B柱總成由超高強鋼及碳纖維復(fù)合材料混合而成，使B柱上部的強度提高，又使下部具有韌性。此外，諸如頂蓋前頂梁、中央通道加強板等碳纖維復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件采用一體化成型設(shè)計，減少了零件的數(shù)量，使安全性和NVH性能提升。
展開 所以，使用輕量化技術(shù)對汽車市場的發(fā)展有重大意義。
怎樣實現(xiàn)輕量化
在現(xiàn)今的汽車市場上，輕量化材料是車企實現(xiàn)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(zhì)量上都比傳統(tǒng)的普通鋼要輕，而且強度與韌度性都顯優(yōu)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(fā)動機蓋、懸掛等地方換用這些輕量化材質(zhì)。
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(fù)合材料三種材質(zhì)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(tǒng)、制動系統(tǒng)的配件上換用鋁合金材質(zhì)。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(xiàn)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(jié)構(gòu)也能實現(xiàn)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(shè)計時去掉那些不起作用反而增重的材料，如在發(fā)動機蓋上、車架上等運用減重孔、短凸緣、圓齒凸緣等技術(shù)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(jìn)的工藝也能達(dá)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(jié)構(gòu)更細(xì)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(chǎn)生影響。現(xiàn)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(chǎn)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(xiàn)汽車輕量化還在其他方面進(jìn)行專研。
大勢所趨
在過往，這些輕量化技術(shù)只用于F1、勒芒耐力賽等大型比賽的車型上，為應(yīng)對賽車協(xié)會的要求。
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底盤輕量化的最新內(nèi)容
輕量化浪潮下的技術(shù)風(fēng)口
在 AR/VR、車載成像、消費電子等領(lǐng)域?qū)?“輕、薄、高清” 的極致需求驅(qū)動下，超表面成像技術(shù)正從實驗室走向產(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 “跨尺度難、算力成本高、設(shè)計閉環(huán)斷裂” 等痛點，嚴(yán)重制約技術(shù)落地。
超表面是由亞波長（小于工作波長）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)計的工程案例分析，感興趣的下滑預(yù)約學(xué)習(xí)??
時間：5月12日（星期二），16:00-17:00
內(nèi)容簡介：
1. Ansys Mechanical 拓?fù)鋬?yōu)化仿真解決方案
2.輕量化結(jié)構(gòu)設(shè)計案例分析
講師：
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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，適用于科研實驗、小型示范等場景，同時也對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。
為適配小型化聚變裝置的需求，國內(nèi)企業(yè)逐步推進(jìn)聚變電源的輕量化與集成化研發(fā)
OAS軟件提供輕量化解決方案2個月前
緊湊型望遠(yuǎn)鏡案例分析
簡介
緊湊型望遠(yuǎn)鏡作為便攜觀測類光學(xué)核心設(shè)備，以反射鏡緊湊排布實現(xiàn)光路折疊與像差校正，在壓縮體積的同時保障望遠(yuǎn)成像效果，是便攜觀測、安防偵察及消費級觀景設(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)計標(biāo)準(zhǔn)。本項目基于 OAS 光學(xué)軟件，通過光機一體化建模、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、推動可持續(xù)發(fā)展。
“
輕量化設(shè)計不僅關(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、減少廢棄物產(chǎn)生，且隨著貨架上數(shù)百萬件產(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">*本文投稿自工程機械制造行業(yè)用戶張俊</p><p><br></p><p><br></p><p>車架是起重機三大結(jié)構(gòu)件之一，其剛度、強度性能對起重機的吊載性能、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)濟性可提高3.8%。輕量化設(shè)計是指在保證其基本性能的情況下，盡可能提高材料利用率
AUTO TECH China 2026 第十三屆廣州國際汽車輕量化技術(shù)及車用材料展覽會
The 13th International Automotive Materials and Lightweight Technology Expo
AUTO TECH China 第十三屆國際汽車輕量化技術(shù)及車用材料展覽會是關(guān)于各種先進(jìn)汽車材料及汽車輕量化的解決方案，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、減少廢棄物產(chǎn)生，且隨著貨架上數(shù)百萬件產(chǎn)品的規(guī)模化效應(yīng)，成效將十分顯著
*本文投稿自工程機械制造行業(yè)用戶張俊
車架是起重機三大結(jié)構(gòu)件之一，其剛度、強度性能對起重機的吊載性能、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)濟性可提高3.8%。輕量化設(shè)計是指在保證其基本性能的情況下，盡可能提高材料利用率，將重量做到最低，這是降低成本節(jié)約能耗的重要手段之一。
本文通過 HyperMesh
