輕量化材料
關注創建者：匿名 創建時間：2026-01-05
輕量化材料的視頻教程
（無聲-配字幕說明）碳纖維復合材料在汽車輕量化中應用建模分析及后處理
碳纖維復合材料在汽車輕量化中應用建模分析及后處理 1. 導入原始模型 2. 新建碳纖維復合材料模型 3. 選擇關鍵碰撞零件輕量化 4. 防撞梁碳纖維復合材料定義，鋪層定義，鋪設角度定義 5.導出提交計算 6. 重量測量 7. 后處理 曲線提取 能量曲線， 前圍板變形量（多位置） 座椅加速度/位移、速度。 如何把兩個曲線放在一個圖上
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輕量化材料的實例教程
摘要：汽車輕量化技術是汽車節能減排的有效手段，文章結合歐洲車身會議信息，對車用輕量化材料及其連接方式作簡要介紹，以供汽車行業技術人員參考。
前言
近年來，隨著汽車保有量和產銷量的不斷增加，汽車工業與能源、環境之間的矛盾愈演愈烈，同時國家對節能減排的需求越來越迫切，國家環保政策也逐漸加嚴，因此，汽車行業的節能減排也是迫在眉睫的事情。降低汽車燃油消耗、減少尾氣排放最直接的途徑就是輕量化，是指在保證零部件使用性能和行駛安全性的前提下，實現整車減重。實驗證明，汽車減重 10%，油耗將減少 6-8%，排放減少 6%，制動距離減少 5%，加速時間減少 8%，轉向力減少 6%，輪胎壽命提高 7%，材料疲勞壽命提高 10%。因此，輕量化已經成為世界各國汽車制造商提高自身競爭力的重要手段。汽車輕量化技術是結構設計、材料、工藝的集成應用，主要途徑有：（1）新材料的應用，主要是采用輕質高強材料及其成型技術，以達到減輕零部件重量的目的。（2）結構優化設計，使零部件薄壁化、中空化、小型化、復合化以及對車身零部件進行結構和工藝的改進等。其中輕量化材料及其連接技術是關鍵問題，本文針對目前輕量化材料及連接技術做簡單分析，供汽車輕量化技術工作者參考。
1 輕量化材料
目前，汽車車身輕量化材料主要有高強度鋼、鋁合金、碳纖維復合材料等輕質高強材料，其中，高強度鋼是性價比最好、最具吸引力的材質。
展開 輕量化作為汽車節能減排的重要途徑，如何讓汽車更輕，跑得更快，更省油，已是現代轎車不可逆轉的趨勢。
雪佛蘭 Volt
為達到輕量化效果，整車制造商通常采用結構輕量化、制造工藝輕量化以及材料輕量化等技術及材料來實現。而其中，尤以材料輕量化帶來的減重效果立竿見影！
BMW i3因大量采用碳纖維增強復合材料，有效實現減重。
比如，雪佛蘭 Volt 整備質量為 1700kg，比亞迪 e6 為 2295kg，而尺寸相當的 BMW i3，由碳纖維增強復合材料（CFRP）打造，整備質量 僅為 1224kg，減重顯著。
材料輕量化的“三駕馬車”
基于結構和制造工藝的積累與進步，新材料的使用呈現出多元化的發展，綜合來看，可以將其形象化為“三駕馬車”。
汽車輕量化材料的“三駕馬車”
超高強度鋼
在低碳鋼鋼板基礎上，采用不同強化機制得到高強度鋼板，并利用高強度特性，在保證車身 機械性能的前提下，減薄厚度，進而降低汽車質量。有研究表明: 當鋼板厚度分別減小 0. 05、0.1、0.15 mm 時，車身質量可分別減少 6%、12%、18%。
以沃爾沃為例，S60 長軸版在車輛 A、B、C 柱、側面防撞梁、底盤加強梁、后保險杠等這些 關鍵部位，使用了超高強度硼鋼（一種比普通鋼材強度高 4 倍，卻比普通鋼材更輕的材質），使用率為 37.6%，白車身重量僅為 321Kg，而在同尺寸車型中，白車身重量一般在 350~400Kg。
沃爾沃S60長軸版。
展開 引言
汽車輕量化是在保證汽車安全性能前提下，降低汽車的整備質量，從而提高汽車的動力性，實現節能減排的目的。尤其是“碳達峰”和“碳中和”被提出后，對汽車節能減排的需求更為迫切。對于燃油車，汽車質量每減少10%，汽車燃油效率將會增加6%~8%；而新能源汽車每減重10%，續航里程可提升5%~6%，由此可見，無論是在提高汽車性能，還是在實現汽車節能、降耗、增加續航里程方面，輕量化都是汽車的重要技術路徑之一。
輕量化技術涉及結構設計、計算仿真、材料技術、制造工藝、連接技術及試驗評價等多方面內容，結構質量的降低是多因素協同作用的結果，超高強鋼、鋁合金、鎂合金和碳纖維復合材料等輕量化材料的使用是關鍵因素。本文從設計、材料、工藝3個角度對輕量化技術進行介紹，并著重對主要輕量化材料的性能特點及應用現狀進行總結。
1 結構輕量化的技術路徑
1.1 結構優化技術
結構優化技術是指在原經驗設計的基礎上，利用計算機輔助工程（Computer Aided Engineering, CAE）的方法，對材料的承載狀態、工藝特性進行仿真，進一步指導對原結構的設計優化，主要包括拓撲優化、尺寸優化、形狀優化、形貌優化等。引入CAE仿真方法，對零部件及整車進行結構優化，可明顯提高車輛的輕量化設計水平。
整車開發流程中一般會對初始設計進行多輪的結構優化。拓撲優化是在零部件概念設計階段，基于零部件的主要載荷狀態，使材料在設計空間內進行優化分布，以獲得最優的拓撲結構。
展開 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。現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 此外，高性能塑料、生物材料等新材料仍將是汽車零部件輕量化的不錯選擇。
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/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
輕量化浪潮下的技術風口
在 AR/VR、車載成像、消費電子等領域對 “輕、薄、高清” 的極致需求驅動下，超表面成像技術正從實驗室走向產業化，成為顛覆傳統光學的核心路徑。但超表面設計 “跨尺度難、算力成本高、設計閉環斷裂” 等痛點，嚴重制約技術落地。
超表面是由亞波長（小于工作波長）微納結構單元周期性 / 非周期性排布的二維人工光學器件，厚度僅為傳統透鏡的
今日16:00，Ansys官方『Ansys 結構輕量化優化設計解決方案及案例分析』介紹Ansys Mechanical拓撲優化仿真解決方案，以及輕量化結構設計的工程案例分析，感興趣的下滑預約學習??
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1. Ansys Mechanical 拓撲優化仿真解決方案
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航空航天：針對復合材料蒙皮、隱身涂層，推薦使用72DL PLUS / 35 RDC，確保輕量化材料的結構完整性，講解多層涂層厚度。
包裝制造：針對塑料瓶胚、玻璃瓶底，推薦使用Magna-Mike 8600，快速檢測非磁性容器壁厚均勻性，控制原材料成本。
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3.1 汽車功率半導體技術：IGBT/MOSFET、功率IC等、第三代半導體材料（SiC/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；
4、 汽車輕量化技術及汽車材料：金屬材料、塑料、發泡材料、復合材料、輕量化零部件、車身連接技術等；
4.1 汽車用鋼專題展示區: 先進高強鋼、超高強鋼、高錳鋼、汽車板材、不銹鋼及全套解決方案
隨著聚變技術的不斷發展，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，小型化聚變裝置的電源需在更小的體積內實現高功率、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，國內企業逐步推進聚變電源的輕量化與集成化研發
OAS軟件提供輕量化解決方案2個月前
緊湊型望遠鏡案例分析
簡介
緊湊型望遠鏡作為便攜觀測類光學核心設備，以反射鏡緊湊排布實現光路折疊與像差校正，在壓縮體積的同時保障望遠成像效果，是便攜觀測、安防偵察及消費級觀景設備的關鍵組件，其光學結構的合理性直接決定成像分辨率、視場范圍與設備便攜性，需嚴格滿足輕量化與高成像的雙重設計標準。本項目基于 OAS 光學軟件，通過光機一體化建模、多維度像差校正與雜散光優化，構建高性能緊湊型望遠鏡光學方案
液體高壓比例閥與氣體閥有何區別？3個月前
在結構設計上，液體閥通常采用金屬對金屬密封或高性能彈性體密封，閥芯與閥套間隙極小，以確保零泄漏和長期穩定性；而氣體閥則可能采用更輕量化的材料和優化的流道設計，以降低壓損、提升響應效率，此外液體系統中常存在顆粒污染風險，因此液體高壓比例閥普遍集成高精度過濾裝置或具備更強的抗污染能力。
在此背景下，以連續纖維增強熱塑性復合材料（Continuous Fiber Reinforced Thermoplastic， CFRTP） 為代表的輕量化高性能材料方案應運而生，正引領一場從“金屬護甲”到“復合材料鎧甲”的靜默革命。
圖3 底盤全方位保護5件套
在這場材料革新中，我國材料科技企業已走在前列。
