上汽自主品牌汽车车身轻量化现状及展望

《上汽自主品牌汽车车身轻量化现状及展望》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、AT＆M碘界上汽自主品牌汽车车身轻量化现状及展望摘要：以“荣威”某车型的车身轻量化开发为例，介绍了该车型的高强度钢板应用，车身质量、轻量化系数、内部空间尺寸与同级别车型的对比，车身安全性、结构刚度和模态性能水平，以及该车型下一代产品的性能提升方案。关键词：汽车车身轻量化自主品牌中图分类号：U465文献标识码：A■上海汽车集团股份有限公司技术中心羊军汪侃磊(2)零件的断面优化1车身轻量化设计是系统的平衡设计零件的断面优化主要是考虑断面惯性矩和断面面车身设计的七大要素分别是安全、耐久、积之间的平衡，通过不断的优化分析来实现用最小的NVH、功能、工

2、艺、成本及质量。车身设计质量高断面面积达到最大的惯性矩这一目标，从而提高车身低的评价标准取决于这七大要素之间的平衡程度，即结构刚度性能，减轻车身质量。用最低的成本、减轻质量及工艺投入换来最优的安全(3)钢板厚度对性能提升的敏感度分析性、NVH表现、耐久性并实现相应的车身功能。可钢板厚度对性能提升的敏感度分析是通过将车见，车身轻量化设计并不是单纯的车身减重，而是与身各个零件的钢材厚度作为变量来建立数学模型，车身性能设计紧密联系的系统的平衡设计。以保证模态、刚度、耐撞性等工况的性能要求为前提，采用拓扑运算的方法，分析所有变量对这些工2车身轻量化的

3、3种实施方法况综合性能的敏感程度，提高部分敏感零件的钢板车身轻量化设计需要综合考虑安全、耐久、厚度，降低其他不敏感零件的钢材厚度，最终实现NVH等性能与车身减重之间的平衡，通过结构设计、降低车身总质量。材料选择及优化制造工艺来实施。2．2材料选择2．1结构设计(1)提高高强度钢板的使用比例(1)零件的结构优化提高高强度钢板的使用比例不仅可大幅度减轻车零件的结构优化可以通过降低钢板厚度，同时在身质量，同时也有利于提高车身碰撞和耐久性性能。关键部位增加加强筋或适当增加材料强度来保证零件目前，国际上的一些新车型，其屈服强度在550MPa的强度、刚度

4、性能。同时，也可以在非关键区域增加以上的高强度钢板占30％，并在碰撞关键路径，如A减重孔、切除多余翻边等。柱、B柱和门槛等区域采用热成形工艺，将零件的屈6l汽车工艺与材料AT&M2011年第1期AT＆M碗界服强度提高到1000MPa以上，见图1。用型钢件和铸造件来替代冲压件(见图4)，配合轻质金属合金材料的应用，既保持了车身的轻量化，又能得到较好的安全和耐久性，以实现必要的安装功能。当然，这些工艺在普通车型上的应用目前仍很有限，主要受制造设备投入和成本上的限制。图1国际上某新车型大量采用高强度钢板(2)轻质材科替代传统的钢材轻质材料主要包括工

5、程塑料、玻璃纤维复合材料图4型钢件和铸造件在某高端车型车身骨架上的应用(见图2)、铝合金、镁合金等(见图3)。其应用区3“荣威’’某车型的车身轻量化解决域主要集中在外覆盖件及部分非碰撞的骨架和面板零方案件。由于这些轻质材料的成本相比传统的钢材会高出1倍甚至数倍，因此目前多用于高端产品。车身结构设计优化和高强度钢板的合理应用，使得“荣威”某车型同时实现了受控的车身成本、更轻的车身质量及更高的车身性能。这三者的良好平衡是该车型车身设计上的最大亮点。SMC和RTM工艺3．1高强度钢板的合理应用及成本控制从图5可以看到，在该“荣威”车型的白车身上，超

6、高强度钢板的应用比例为24％，应用区域主要RTM和泡沫填充骨架GMT材料碳纤维零件集中在性能敏感区域，21：]A柱、B柱、门槛和车门防图2复合材料在一些高端车型上的应用撞杆上。这一比例明显高于之前上市的几款“荣威”产品，它们应用超高强度钢板的比例为5％～15％，轻质材料牌号AIMg35Mn—霸AtMg45Mn04低于目前国际上的一些新车型的水平。一AIMg1／A1Mg57／AIMgl豳A1Mg04SI12口AISi06MnO5誓瞳AISl10MgMnFeAIMgSi图3铝、镁合金等轻质金属材料在某些高端车型外覆盖件上的应用(3)制造工艺优化传

7、统的车身制造多采用中压工艺，其零件较多图5荣威某车型的车身钢材选用且焊接关系复杂。而一些国际上的高端车型已逐步采从目标市场定位所对应的成本控制角度考虑，目2011年第1期汽车T艺与材料AT&MI7IAT＆M飙界前该“荣威”车型暂时并未采用热成形、铝镁合金等水平以上。车身轻量化系数的计算方法如下。更高成本的轻量化技术。计划在下一代产品上逐步推：×1o。进这些新技术的应用以实现更好的轻量化水平和更高CT×A的性能。式中，为轻量化系数，越小越好；m．w为白车身3．2更轻的车身质量和更优的车身轻量化系数(无门盖、无前后风挡玻璃)质量；为车身扭转刚从表

8、1可见“荣威”某车型与同级别的4款车型度：A为四轮间的正投影面积(即前、后轮平均轮距(以竞争车型A、B、C、D代称)的性能参数对比，乘以轴距)。该车型的白车身质量是