汽車結構輕量化
關注創建者：子墨蟲蟲副本 創建時間：2016-11-29
汽車結構輕量化的視頻教程
汽車結構輕量化的實例教程
在新能源汽車制造生產中常用制造門檻梁、車門窗框、防撞梁等。
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新能源汽車結構優化設計方法
實現新能源汽車輕量化主要有三個途徑：使用材料、生產工藝和優化汽車結構。通常情況下優化汽車結構，可通過減少材料和車重實現安全和性能要求。通過優化車身結構實現汽車輕量化是目前最為有效的途徑。其中減少汽車車身、減少車架重量是減少汽車總重量的主要途徑。此外，優化新能源汽車結構設計還從逆變器小型化、驅動電機小型化等方面進行考慮。逆變器小型化通過縮減體積大小，減少能量損害，從而減少發熱損失。驅動電機小型化通過縮短線圈、降低線圈材料使用等方式，提高線圈利用率。
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結語
綜上所述，在社會經濟發展中，汽車已經成為人們生活中必不可少的出行工具。隨著汽車數量逐漸增多，對環境造成的惡劣影響，讓人們不得不重視環境保護意識。因此在汽車行業發展中，汽車輕量化已成為未來發展趨勢，只有不斷完善輕量化體系、提升對輕量化材料認知，才能推進汽車輕量化發展。
展開 2023第三屆中國汽車輕量化材料開發者峰會于3月20-22日在上海成功舉辦，此次大會共安排了49場主題演講、22家產品展示，有173家企業406位行業精英參與，其中51家來自于主機廠和電池廠。海克斯康工業軟件共有5名技術與商務人員參與了此次峰會，并設置了主題展臺。
海克斯康復合材料專家龔慧靈進行主題演講
3月21日上午，海克斯康工業軟件復合材料專家龔慧靈，進行了“Digimat汽車輕量化結構分析解決方案”的主題演講，介紹了海克斯康工業軟件旗下多尺度復合材料建模仿真軟件Digimat，以及其在汽車結構輕量化領域中的應用。本次演講受到了多位與會行業專家的關注，并就如何提高車用復合材料仿真計算精度等問題展開了深入討論。
海克斯康汽車輕量化結構解決方案展臺
海克斯康工業軟件在本次峰會上開設了主題為“汽車輕量化結構解決方案”的展臺，著重介紹了與汽車結構輕量化相關軟件，包括多尺度復合材料分析軟件Digimat，金屬加工工藝仿真軟件Simufact，材料數據庫管理平臺MaterialCenter，基于機器學習的仿真工具Odyssee等。峰會期間展臺受到了多位汽車主機廠、材料供應商、高校等專家的關注，并就相關技術問題進行了討論。
展開 摘 要：為達到汽車輪轂輕量化目的，在汽車輪轂的概念設計階段對汽車輪轂進行結構尋優。用拓撲優化技術作為概念設計的方法，建立基于變密度拓撲優化方法的汽車輪轂概念設計數學模型；利用ProE三維建模軟件建立某汽車輪轂的三維模型和概念幾何模型；使用Hypermesh前處理軟件建立某汽車輪轂的概念設計有限元模型，然后引用折中規劃法解決多工況問題，在Optistruct結構優化軟件中建立汽車輪轂的優化模型和優化參數；利用拓撲優化技術在hyperworks軟件OSSmooth模塊構建了3種輪轂的創新型拓撲結構，分別將3種不同的拓撲結構導入CAD軟件進行二次設計，對二次設計后的新型輪轂進行有限元分析。結果表明：在滿足材料許用應力的前提下，7輻輪轂相比8輻、9輻以及原輪轂更滿足要求，質量比原輪轂減小12.2%。
關鍵詞：概念設計；汽車輪轂；拓撲優化；輕量化
0 引言
節能減排已成為汽車工業發展的主要方向，汽車輕量化是實現汽車節能減排的最佳途徑，合理的結構設計是汽車輕量化的有效手段。汽車輪轂是汽車的重要部件，在行駛過程中，汽車與地面之間的力和力矩都是由輪轂承受和傳遞，輪轂直接影響汽車的整體行駛穩定性、安全性、可靠性、平順性、牽引性以及外觀形狀，對汽車的整體能源消耗和輪胎壽命有很大影響。我國汽車結構輕量化技術發展迅速，國內很多學者根據有限元仿真技術對汽車現有結構進行了優化，雖然達到了較好效果，但忽略了結構的概念設計階段。
概念設計作為機械產品重要的前期設計階段，很大程度上決定了客戶對產品的功能要求。相對于中后期的結構優化，早期的設計成本更低，設計自由度更高。通過概念設計階段科學的分析計算，建立較為理想的設計模型，減少了設計中后期因為改進需要進行的大量反復修改，既縮短了周期又降低了成本[1-3]。
展開 以一個項目玻纖增強材料的零件輕量化10%，量綱10萬輛，開發5個項目進行計算，預計可以節約成本數百萬元。
龔慧靈
海克斯康工業軟件材料仿真技術專家
在航空復合材料結構、汽車輕量化結構分析領域工程具有豐富經驗，支持&參與的項目涵蓋：航空復合材料結構失效分析、CFRP結構固化回彈評估、SFRP部件沖擊失效及NVH分析等。
1.工程數值分析
運用工程數值分析中的有限元等技術分析計算產品結構的應力、變形等物理場量， 給出整個物理場量在空間與時間上的分布，實現結構的從線性、靜力計算分析到非線性、動力的計算分析。分析內容包括靜力分析和動力分析兩個方面。靜力分析通常包括： 線性、(材料、幾何、狀態)非線性靜力分析;動力分析通常包括： 穩態動力分析、瞬態動力分析、譜分析。
2.仿真
運用運動/ 動力學的理論和方法， 對由CAD 實體造型設計出的機構、整機進行運動/ 動力學仿真，并給出機構、整機的運動軌跡、速度、加速度以及動反力的大小等。
3.結構優化設計
運用優化設計的方法在滿足設計、制造、使用的約束條件下， 對產品的結構、工藝參數、結構形狀參數進行優化設計， 使產品結構性能、工藝過程達到最優。
結構優化通常包括的截面優化、幾何優化、拓撲優化、結構類型優化幾個層次。
3CAE 技術在汽車輕量化設計中的應用
在現代汽車工業中，CAE 技術在汽車設計中得到了廣泛的應用，運用CAE 技術可以實現汽車的輕量化設計、制造。輕量化的手段之一就是對汽車總體結構進行分析和優化，實現對汽車零部件的精簡、整體化和輕質化。
利用CAE 技術， 結合有限元法與結構優化方法，對零部件進行結構優化，是實現零部件輕量化的一個重要研究方向。本文從車身結構優化設計、發動機零部件優化設計、車架結構優化設計三個方面講述了CAE 技術在汽車輕量化設計中的應用。
1. 在車身輕量化設計中的應用
車身結構的輕量化對汽車節能和環保具有重要意義。據統計，客車、轎車和多數專用汽車車身的質量約占整車自身質量的40 %～60%。減輕汽車自身的質量，一方面節約了原材料，降低了汽車的生產成本，另一方面也降低了燃油消耗，有利于環保。隨著計算機技術的發展， CAE 技術在車身輕量化設計上得到了廣泛的應用。
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<p class="ql-align-justify">*本文投稿自工程機械制造行業用戶張俊</p><p><br></p><p><br></p><p>車架是起重機三大結構件之一，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%，燃油經濟性可提高3.8%。輕量化設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及車用材料展覽會是關于各種先進汽車材料及汽車輕量化的解決方案，如金屬材料
*本文投稿自工程機械制造行業用戶張俊
車架是起重機三大結構件之一，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%，燃油經濟性可提高3.8%。輕量化設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，這是降低成本節約能耗的重要手段之一。
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●工程機械駕駛室ROPS仿真分析與試驗驗證
●汽車車身結構輕量化研究
負責Digimat大中華區的技術支持，在航空復合材料結構、汽車輕量化結構分析領域工程經驗豐富。支持及參與的項目涵蓋：航空復合材料結構失效分析、CFRP結構固化回彈評估、SFRP部件沖擊失效及NVH分析等。
<p class="ql-align-right"><strong>本文作者：Royston Jones</strong></p><p class="ql-align-right"><strong>Altair 產品設計首席技術官&汽車行業高級副總裁</strong></p><p><br></p><p>長期以來，汽車產品的設計與制造方式基本保持不變。這是一個緩慢、耗時的過程，以試錯法和物理原型為特征
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在航空復合材料結構、汽車輕量化結構分析領域工程經驗豐富，支持&參與的項目涵蓋：航空復合材料結構失效分析、CFRP結構固化回彈評估、SFRP部件沖擊失效及NVH分析等。
宋金松
海克斯康非線性CAE仿真專家
2014年加入海克斯康，從事非線性軟件Marc技術支持，具有20多年的CAE仿真工作經驗。
