中国重汽汽车轻量化实例介绍

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1、中国重汽汽车轻量化实例介绍中国重型汽车集团有限公司前言近些年，随着我国汽车保有量的快速增长，加剧了我国石油资源的短缺。而其中汽车燃油消耗不仅是中国石油消费总量中增长最快的部分，而且所占份额将很快上升为第一位。因此，研制与开发出排放更少、能耗更低、安全性更高的新一代汽车产品已成为汽车界的最大发展目标。要实现这一目标，汽车轻量化是必然的选择。轻量化的意义燃油消耗可减少6%-7%卡车重量减轻10%实现节能减少排放实现环保目标前言汽车轻量化基本方法与特点途径：采用轻量化材料（高强度钢板、镀锌钢板、铝镁合金、复合材料等）优化汽车产品结构（使零部件薄

2、壁化、中空化、小型化及复合化等）特点：汽车结构、轻质材料、制造工艺三者的密切结合。前言目前，在汽车轻量化研究过程中，主要的研究多数集中于车身新材料、新工艺的研究。在材料替代方面有工程塑料、复合材料以及金属合金等低密度材料和高强度钢等高性能比材料的开发应用。在加工装配方面采用先进的加工工艺和联接措施，减少辅助材料和零件的使用量。1990~2000年，美、日、德、等国汽车使用材料变化为Al合金5kg~270kg/辆；Mg合金0kg~200kg/辆；钢铁900kg~200kg/辆；有机材料115kg~200kg/辆；玻璃30kg~60kg/辆，整

3、车重量降低。轻量化的要求使汽车材料构成有了明显变化。目前，在国内外汽车上应用较多的轻量化材料有铝合金、镁合金、高强度钢、塑料及复合材料等。中国正在大力推行以人为本的可持续发展战略，汽车产业使用可持续应用的材料无疑是中国汽车产业可持续发展的重要保证。轻量化方法---轻量化材料前言目前，在汽车轻量化研究过程中，主要的研究多数集中于车身新材料、新工艺的研究。在材料替代方面有工程塑料、复合材料以及金属合金等低密度材料和高强度钢等高性能比材料的开发应用。在加工装配方面采用先进的加工工艺和联接措施，减少辅助材料和零件的使用量。1990～2000年，美、

4、日、德、等国汽车使用材料变化为Al合金5kg～270kg/辆；Mg合金0kg～200kg/辆；钢铁900kg～200kg/辆；有机材料115kg～200kg/辆；玻璃30kg～60kg/辆，整车重量降低。轻量化的要求使汽车材料构成有了明显变化。目前，在国内外汽车上应用较多的轻量化材料有铝合金、镁合金、高强度钢、塑料及复合材料等。中国正在大力推行以人为本的可持续发展战略，汽车产业使用可持续应用的材料无疑是中国汽车产业可持续发展的重要保证。轻量化方法---轻量化材料前言以HOWO-A7驾驶室白车身开发为例介绍轻量化设计在中国重汽的应用。本案例以

5、有限元分析为基础，驾驶室白车身的截面厚度为设计变量，质量最轻为目标函数，顶压、后压、前压加载点位移为约束条件，对HOWO-A7驾驶室进行灵敏度分析，最后通过优化部件截面厚度得到轻量化方案，并以ECE-R29（关于对商用车驾驶室乘员保护方面的车辆认证的统一规定）为标准对轻量化方案与原方案做结构安全对比分析。前言优化流程中国重汽汽车轻量化实例介绍1、模型建立有限元模型包括驾驶室白车身、支架系统、车门和内饰。其中，驾驶室白车身有限元等均为薄壁结构，划分为4节点或3节点壳单元；前下横梁划分为梁单元；连接支座划采用4节点或3节点壳单元模拟；分总成内部

6、和各分总成之间使用的连接单元主要为CWELD单元还有RBE2和BEAM单元。中国重汽汽车轻量化实例介绍2、仿真分析2.1静力分析-顶压分析顶压分析边界条件及载荷如图所示，底部约束前端转轴部分和后面支架下端，顶部压力10000N通过RBE2单元作用于顶盖上，下面是模型及分析结果图。中国重汽汽车轻量化实例介绍2.1静力分析-后压分析后压分析边界条件及载荷如图所示，底部约束前端转轴部分和后面支架下端，后部压力10000N通过RBE2单元作用于后壁上。下面是模型及分析结果图。2.1静力分析-前压分析前压分析边界条件及载荷如图所示，底部约束前端转轴部

7、分和后面支架下端，前部压力10000N通过RBE2单元作用于前防火墙上。下面是模型及分析结果图。中国重汽汽车轻量化实例介绍在上述顶压、后压、前压静力分析有限元模型基础上进行灵敏度分析，边界条件及载荷均未改变。设计变量设定为驾驶室白车身部件厚度；约束变量设定为加载点位移。约束条件为加载点位移小于原方案。以质量最小为目标函数，做顶压、后压、前压工况下的灵敏度分析。根据分析结果获得顶压、后压、前压工况下的部件设计变量ID号与灵敏度系数的曲线，如下图所示。2.2灵敏度分析中国重汽汽车轻量化实例介绍灵敏度系数曲线-顶压中国重汽汽车轻量化实例介绍灵敏度

8、系数曲线-后压中国重汽汽车轻量化实例介绍灵敏度系数曲线-前压中国重汽汽车轻量化实例介绍根据上面列表中所得的设计变量ID号，得到对顶压、后压、前压三种工况灵敏度系数较大的部件如图顶