汽车轻量化研究总结

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1、汽车轻量化研究总结汽车轻量化的趋势汽车轻量化途径结构设计优化制造工艺创新材料轻量化内容车辆类型使用条件重量平均油耗减重节油全寿命周期里程减重全寿命节油tL/100kmL/100km1000kmL小型轿车长途为主160.36200720小型轿车市区为主18.50.55150829中型轿车长途为主1.690.28300844中型轿车出租1.6110.525002578豪华轿车长途为主2120.30100300研究表明，轿车减重减重100kg与节油效果关系如下所示：汽车轻量化趋势在保证汽车的强度和安全性能的前提下，尽可能地降低汽车的整备质量，从而提高汽车的动力

2、性能，减少燃料消耗，降低排气污染。整车重量减少100kg油耗：-0.4L/100kmCO2:-10g/100km环保和节能的需要…轻量化已经成为世界汽车发展的潮流和趋势!绿色、环境友好型趋势＝制造工艺创新结构设计优化热压成型、液压成型、内高压成型、激光拼焊等高强钢、镁合金、铝合金、工程塑料及其复合材料和陶瓷材料等材料轻量化同时，还有零部件数量集成及功能集成，实现整车轻量化汽车轻量化的途径结构优化对汽车总体结构进行分析和优化，实现对汽车零部件的精简、整体化和轻质化。在现代汽车工业中，利用CAD/CAE/CAM等软件辅助汽车设计已经成为不可或缺的环节，涵盖了

3、汽车设计和制造的各个环节。通过这类软件能够建立数字化模型，准确实现车身的实体结构设计和局部设计，同时可以通过仿真计算来检验汽车结构的刚度，模态等参数，并且能够便捷地对汽车结构进行改造。利用CAD/CAE/CAM一体化技术，可以准确实现各构件的开头配置、板材厚度的变化进行分析，并可从数据库中提取由系统直接生成的有关该车的相关数据进行工程分析和刚度、强度计算。对于采用轻质材料的零部件，还可以进行布局分析和运动干涉分析等，使轻量化材料能够满足车身设计的各项要求。从模流分析结果看，原方案的玻纤取向略差，经浇口调整后玻纤取向有所改善。CAE计算显示优化后刚度提升了

4、10%。前罩锁区域Z方向刚度分析原始方案优化方案变形1.53mm1.39mm刚度100%110%原方案新方案结构优化结合产品的结构设计，减重方案的开发与应用高流动材料PP,降低产品壁厚，提高产品刚性，产品减重单位普通材料最新材料填充物比例%1523熔融指数（230℃）g/10min1846密度（比重）g/cm31.0351.08拉伸强度MPa21.117弯曲模量MPa19502400冲击强度（23℃）KJ/m234±328±3实例（前保险杠壁厚变化）mm3.02.51.高刚度保证零件的薄壁化2.高流动性保证薄壁零件的成形性结合产品的结构设计，可减轻更多的

5、重量！通过开发汽车车身、底盘、动力传动系统等大型零部件整体加工技术和相关的模块化设计和制造技术，使节能型汽车从制造到使用各个环节都真正实现节能、环保。通过结合参数反演技术、多目标全局优化等现代车身设计方法，研究汽车轻量化结构优化设计技术，包括多种轻量化材料的匹配、零部件的优化分块等。从结构上减少零部件数量，确保在汽车整车性能不变的前提下达到减轻自重的目的。通过开发汽车车身、底盘、动力传动系统等大型零部件整体加工技术和相关的模块化设计和制造技术，使节能型汽车从制造到使用各个环节都真正实现节能、环保。项目主要性能容积膨胀量——6.9MPa≤0.6cm3/m1

6、0.3MPa≤1.0cm3/m制动液相容性试验143±℃×5h爆破压力≥60MPa拉伸强度试验≥1446N臭氧试验100mPa±10mPa/40℃±3℃/48h±10h外覆层无龟裂或裂纹低温弯曲试验（弯曲半径R60）﹣45℃～﹣48℃×72h外覆层无龟裂或裂纹项目原管路系统集成管路减重率50%零件数36件6件重量1325g657g离合器软管金属管+橡胶管+卡箍+接头TPU外覆层+钢丝增强+PTFE内管以少代多典型应用案例一EPDM胶管+不锈钢管+卡箍TPV吹塑管与EPDM胶管硫化粘接为一体项目原管路系统集成管路减重率37%零件数7件3件重量1.2kg0.

7、75kg测试项目集成管主要性能爆破压力常温1.4(MPa)80℃≥0.6(MPa)剥离强度≥3KN/m中冷器出气管以少代多典型应用案例二具体结构合理设计主要有以下3个方面：通过结构优化设计，减小车身骨架及车身钢板的质量，对车身强度和刚度进行校核，确保汽车在满足性能的前提下减轻自重。通过结构的小型化，促进汽车轻量化，主要通过其主要功能部件在同等使用性能不变的情况下，缩小尺寸。采取运动结构方式的变化来达到目的。比如采用轿车发动机前置、前轮驱动和超轻悬架结构等，使结构更紧凑，或采取发动机后置、后轮驱动的方式，达到使整车局部变小，实现轻量化的目标。在汽车结构优化

8、设计方面，我国已经完全从依靠经验设计发展到应用有限元等现代设计方法进行静强度计算