車身結(jié)構(gòu)輕量化
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2021-10-29
車身結(jié)構(gòu)輕量化的實例教程
1.前言
本技術(shù)規(guī)范按照GB/T1.1-2010《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則 第一部分：標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)和編寫規(guī)則》要求起草。本技術(shù)規(guī)范針對白車身輕量化設(shè)計要求，對普通乘用車白車身的輕量化設(shè)計方法進(jìn)行了規(guī)范性的規(guī)定和說明，對普通乘用車白車身輕量化設(shè)計起引導(dǎo)作用，為不同車型的普通乘用車白車身的輕量化設(shè)計提供一種通用的方法，類似車型也可參照執(zhí)行。
2.要求
2.1 一般要求
2.1.1 基于正碰的白車身結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計
按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB11551-2003《乘用車正面碰撞的乘員保護(hù)》，進(jìn)行基于正面碰撞的白車身結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計時，只考慮白車身結(jié)構(gòu)的抗撞性評價指標(biāo)如前端壓潰量、白車身吸能量、防火墻侵入梁和B柱加速度等，不考慮車內(nèi)假人的傷害指標(biāo)。
2.1.2 基于側(cè)碰的白車身結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計
按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB20071-2006《乘用車側(cè)面碰撞的乘員保護(hù)》，進(jìn)行基于側(cè)面碰撞的白車身結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計時，只考慮白車身結(jié)構(gòu)的抗撞性評價指標(biāo)如側(cè)面壓潰量、白車身吸能量、B柱加速度等，不考慮車內(nèi)假人的傷害指標(biāo)。
2.1.3 基于偏置碰撞的白車身結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計
按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T20913-2007《乘用車正面偏置碰撞的乘員保護(hù)》，進(jìn)行基于正面偏置碰撞的白車身結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計時，只考慮白車身結(jié)構(gòu)的抗撞性評價指標(biāo)如前端壓潰量、白車身吸能量、防火墻侵入量和B柱加速度等，不考慮車內(nèi)假人的傷害指標(biāo)。
3.設(shè)計方法
3.1 白車身有限元建模
3.1.1 網(wǎng)格劃分
輕量化設(shè)計時對白車身的網(wǎng)格劃分，主要用四邊形殼單元、三角形殼單元、焊點單元、剛性單元來模擬，單元的平均尺寸不超過5mm。
3.1.2 單元質(zhì)量控制
白車身有限元網(wǎng)格劃分時單元質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)如表5-1所示。
展開 對汽車輕量化技術(shù)有著獨到的專家技術(shù)，是輕量化領(lǐng)域的主要帶頭人之一。在整車開發(fā)過程中，從輕量化技術(shù)路線的開展，整車輕量化目標(biāo)的定義及分解，整車重量目標(biāo)及輕量化技術(shù)的實施及管控等建立的自己獨創(chuàng)的流程及模型，將輕量化技術(shù)作為重量屬性之一、建立了一個完整的閉環(huán)屬性及實施規(guī)范，在推進(jìn)輕量化技術(shù)的落地及實施有著豐富的經(jīng)驗。在輕量化材料、結(jié)構(gòu)優(yōu)化及工藝領(lǐng)域，開展了許多大量的前瞻性工作，并在許多國際國內(nèi)學(xué)會中擔(dān)任主要職務(wù)。
資深專家2：曾擔(dān)任某自主品牌汽車公司CAE技術(shù)專家，現(xiàn)任某汽車公司技術(shù)團(tuán)隊負(fù)責(zé)人。主要研究領(lǐng)域包括：環(huán)狀路徑車身結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計、整車子系統(tǒng)級耐撞性驗證方法、IIHS25%小偏置碰撞測試標(biāo)準(zhǔn)研究、整車碰撞仿真焊點失效預(yù)測模擬、新單軸拉伸理論與試驗方法、列車單元耐撞性設(shè)計理論與仿真，已獲四項國家發(fā)明專利授權(quán)，其中車身環(huán)狀結(jié)構(gòu)設(shè)計已經(jīng)得到了汽車車身輕量化領(lǐng)域的高度認(rèn)可。2016.04—2018.09汽車車身大數(shù)據(jù)平臺開發(fā)；2018.04—2020.03獲中信金屬支持，主持“汽車車身正向選材系統(tǒng)”的開發(fā)；未來主要聚焦于基于大數(shù)據(jù)思維和人工智能技術(shù)的汽車研發(fā)系統(tǒng)開發(fā)。
課程大綱
時間地點
培訓(xùn)時間：9月12-14日
培訓(xùn)地點：北京（具體地點，培訓(xùn)前一周通知）
培訓(xùn)費(fèi)用
培訓(xùn)費(fèi)：4300元/人，3人（含3人）以上享受團(tuán)隊價格：4100元/人。
以上費(fèi)用不含食宿費(fèi)，培訓(xùn)期間食宿統(tǒng)一安排，費(fèi)用自理。
郵件報名時請務(wù)必附帶電子版一寸免冠彩色證件照片，辦理培訓(xùn)結(jié)業(yè)證書使用。
成功參加培訓(xùn)的用戶返現(xiàn)100元（50元現(xiàn)金+50元技術(shù)鄰課程抵用券）。
展開 表2中，福特focus、福特fusion、福特transit和福特mustang處于奧迪輕量化白車身第一階段用材水平，且只有福特mustang的機(jī)蓋、翼子板應(yīng)用鋁合金（4%），福特F150處于奧迪輕量化白車身第三階段用材水平，車身結(jié)構(gòu)件和覆蓋件大量應(yīng)用鋁合金。
表3中的5款日系車型均處于奧迪輕量化白車身第一階段用材水平。在日系車型中，只有對輕量化要求較高的跑車、電動車及部分高端車中少量應(yīng)用鋁合金（2%～10%），主要應(yīng)用在防撞梁、機(jī)蓋和翼子板三個部位。
3 車身多材料連接技術(shù)
四個白車身發(fā)展階段，每個階段都有與之相應(yīng)的多材料連接技術(shù)，表4列舉了不同的白車身發(fā)展階段與之對應(yīng)的多材料連接技術(shù)與主要應(yīng)用部位。
針對四個階段輕量化白車身的用材，圖5共歸納了目前最流行的9種白車身多材料連接技術(shù)。
根據(jù)奧迪車身發(fā)展的四個階段，所對應(yīng)的四個多材料連接技術(shù)發(fā)展階段如下：
第一階段應(yīng)用的連接技術(shù)主要是無鉚連接和鎖鉚連接（SPR）。無鉚連接適合于不同金屬材料及不同厚度連接，過程簡單，一步完成且不需要預(yù)先打孔，能耗低，但連接強(qiáng)度略低。鎖鉚連接（SPR）具有很高的動態(tài)疲勞強(qiáng)度（約為焊點的2倍），碰撞吸收的能量較焊點高，鉚接材料組合廣泛，不過鉚釘增加了車身自重。
第二階段應(yīng)用的連接技術(shù)主要是自攻螺絲（FDS）、激光焊接和鉚接螺母螺柱。自攻螺絲（FDS）機(jī)械強(qiáng)度高，動態(tài)連接強(qiáng)度高，單面連接，可與折邊膠結(jié)合使用，拆卸更換螺絲方便；劣勢是防腐蝕能力降低，增加了車身自重，可能會產(chǎn)生金屬飛屑誤傷工人。
展開 總結(jié)
目前，我國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，單一的車身材料已無法滿足當(dāng)前車身所需的強(qiáng)度及剛度，因此，在汽車車身的未來發(fā)展中，其輕量化材料會實現(xiàn)多種材料的組合制造，并在車身工藝制造技術(shù)上，會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也具備低耗能的優(yōu)勢，有效提高材料的利用率，利用各項技術(shù)提高車身的安全系數(shù)，完善傳統(tǒng)工藝的不足之處，以此實現(xiàn)汽車車身輕量化的生產(chǎn)目標(biāo)。
展開 圖3
2
中國輕量化車身會議
中國輕量化車身會議是由中國汽車工程學(xué)會和汽車輕量化技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟主辦，旨在推動我國車身及輕量化技術(shù)的進(jìn)步，并提供一個汽車行業(yè)車身交流的平臺。該會議可從一定程度上展示我國車身輕量化領(lǐng)域的最新技術(shù)成果和車型。
圖4
3
等級定義
目前尚無公開資料論證車身輕量化系數(shù)的等級及水平高低，以下分類源自北汽。
圖5
方法詳解
白車身輕量化系數(shù)（Light Weight Index of BIW）的概念首先由寶馬公司提出，是目前被汽車行業(yè)普遍接受的一個評價白車身輕量化水平的指標(biāo)，數(shù)值越小，表示輕量化水平越高。
由計算公式可知，若要減小輕量化系數(shù)，可以通過降低白車身重量、提高扭轉(zhuǎn)剛度或增大腳印面積來實現(xiàn)。
1
降低白車身重量
m指的是白車身的重量，不包含前風(fēng)擋、四門兩蓋及副車架等，因為這些系統(tǒng)都是安裝在白車身結(jié)構(gòu)上，而車身的結(jié)構(gòu)性能主要是指白車身框架結(jié)構(gòu)的性能。
圖6
在保證性能的前提下，降低白車身重量，可以通過以下途徑來實現(xiàn)：
①提牌號降料厚
若需保證性能不變，在降低零件料厚的同時需提高材料強(qiáng)度。
展開 
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時間：5月12日（星期二），16:00-17:00
內(nèi)容簡介：
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2.輕量化結(jié)構(gòu)設(shè)計案例分析
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<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)計是指在保證其基本性能的情況下，盡可能提高材料利用率
*本文投稿自工程機(jī)械制造行業(yè)用戶張俊
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
●工程機(jī)械駕駛室ROPS仿真分析與試驗驗證
●汽車車身結(jié)構(gòu)輕量化研究
精彩直播預(yù)告
車用增強(qiáng)塑料的力學(xué)性能高度倚賴工藝，相關(guān)結(jié)構(gòu)的輕量化與優(yōu)化依賴于分析精度。目前，汽車EV化的高速推進(jìn)導(dǎo)致輕量化需求日益提高，基于材料各向同性、部件均勻化、準(zhǔn)靜態(tài)假設(shè)的分析方法已無法有效挖掘相關(guān)部件的減重潛力。
Digimat作為一款復(fù)合材料多尺度分析平臺，提供了多尺度材料正&逆向建模、材料數(shù)據(jù)庫、工藝結(jié)果映射及結(jié)構(gòu)多尺度耦合分析、A-&B-許用值虛擬計算等眾多功能
■ 逢甲大學(xué) / 彭信舒 副教授 & 黃柏維 博士
(轉(zhuǎn)載自繁體版ACMT電子技術(shù)月刊No.079)
前言
塑膠發(fā)泡成型方式可透過熱壓成型、擠出成型和射出成型等方法來進(jìn)行塑膠發(fā)泡產(chǎn)品成型。其中，「塑膠發(fā)泡射出」是一種一次性成型方法，具備高生產(chǎn)效率以及穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量之優(yōu)點且適用于形狀復(fù)雜、尺寸要求嚴(yán)格的發(fā)泡塑膠制品；除此之外，也是目前業(yè)界用以生產(chǎn)結(jié)構(gòu)發(fā)泡產(chǎn)品的主要方法之一。在輕量化和環(huán)保目標(biāo)意識的推動下
[4] 王童，杜軼群，陳軼嵩，等.基于結(jié)構(gòu)輕量化的城市客車車身生命周期評價[J].汽車工程，2022,44(5):778-788.
[5] 劉芳.乘用車車身結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計影響因素研究[J].湖南文理學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版),2022,34(1):47-51,60.
[6] 孫然.基于材料輕量化的商用汽車駕駛室CAE分析與建模[J].紅河學(xué)院學(xué)報，2021,19(5):147-150.
引言
汽車踩踏板是駕駛員實現(xiàn)汽車加減速的重要零部件，主要包括踏板面、主體和固定部分，圖1為汽車踩踏板模型。據(jù)計算，汽車的總質(zhì)量降低10%后，燃油消耗可降低6%~8%，排放污染物可降低4%，汽車輕量化設(shè)計對汽車產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和實現(xiàn)“碳中和、碳達(dá)峰”具有重要意義。踩踏板是汽車工作過程中使用頻率最高的零件之一，其輕量化設(shè)計是當(dāng)代汽車設(shè)計開發(fā)的重要考慮因素
<p><strong style="color: rgb(0, 51, 90);">輕型結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)完整性測試</strong></p><p><span style="color: rgb(68, 68, 68);">在航空業(yè)的早先階段，飛機(jī)機(jī)身和機(jī)翼等機(jī)械結(jié)構(gòu)是由木材等天然材料制成的。在隨后的幾十年中，鈦、鋁或各種合金大量使用，增加了結(jié)構(gòu)剛度/韌性與重量的比。</span></p><p><br></
