论轿车白车身轻量化的表征参量和评价方法

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1、万方数据2009年(第31卷)第5期汽车工程AutomotiveEngineering2009(V01．31)No．52009083论轿车白车身轻量化的表征参量和评价方法木马鸣图，路洪洲，李志刚(中国汽车工程研究院，重庆400039)[摘要】对轿车白车身轻量化的内涵、表征方法、评价参量进行了综合评述，提出了一种评价轻量化工作成效的指标——轻量化指数，探讨了轻量化设计的实施方法，并论述了汽车零部件的性能和材料性能参量之间的关系。关键词：白车身轻量化；轻量化系数；轻量化指数；轻量化实施方法OntheDescriptionParametersandEvaluat

2、ionMethodforLightweightingofC．arBody—in—whiteMaMingtu．LuHongzhou＆LiZhigangChinaAutomotiveEngineeringResearchInstitute，Chongqing400039[Abstract]Theconnotation，descriptionmethodandevaluationparametersoflightweightingforcarbody-in—white(BIW)arecomprehensivelyreviewed，anindicatorforap

3、praisingtheeffectsoflightweightingwork——light-weightingindexisputforward，theimplementationmethodologyoflightweightingdesignisinvestigated，andthere-lationshipbetweentheperformancesofautopartsandcomponentsandthepropertyparametersofmaterialsiselabo-rated．Keywords：lightweightingforBIW

4、；lightweightingcoefficient；lightweighringindex；implementingap-proachtolightweighting前言汽车用户在要求汽车高性能的同时，也越来越多地关注汽车的油耗。降低汽车油耗的一个直接而重要的方法是汽车轻量化。对于乘用车，其质量每减少10％，油耗可降低6％一8％，同时排放减少3％～4％⋯。近年来，汽车轻量化已成为汽车工业重点关注的发展方向之一，各国汽车界十分重视，我国也于2007年12月成立了中国汽车轻量化产业创新联盟。本文的目的在于阐明汽车轻量化的概念，轻量化的含义、表征方法和参量、轻

5、量化设计的方法、轻量化材料和工艺的全寿命周期的评价。1对汽车白车身的设计要求从市场角度，对白车身的设计要求是：驾驶性能和动力传动系统性能好、油耗低、被动安全性高、乘坐舒适性好、外观漂亮、成本合理等。将这些市场需求转化为设计功能要求，就确定了车身设计理念、材料与工艺的选择、合理成本与高性能的匹配；具体要求包括4个方面旧j：(1)被动安全的碰撞性能——前撞、后撞、侧撞和翻滚；(2)与汽车振动和行驶稳定性相关的车身刚度，包括静态刚度、动态刚度、扭转刚度和弯曲刚度；(3)与汽车运动声学和舒适性相关的NVH特性、声音的吸收性、冲击噪声的降低、车外风声的隔离、汽车行驶

6、时的空气流动产生的空穴效应引起的振动；(4)与汽车使用期限和寿命相关的振动的稳定性、应力循环图、腐蚀、回收等。此外，还应考虑材料成本、工艺价格、工程的可行性以保证在满足功能的条件下，使汽车的成本最低，即汽车具有优良的性价比。}国家科技部“国际合作项目”(2008DFB50020)资助。原稿收到日期为2008年12月4日，修改稿收到日期为2009年2月28El。万方数据·404·汽车工程2009年(第31卷)第5期2汽车轻量化和轻量化设计的概念汽车轻量化设计和白车身质量的减轻与所设计的车身的尺寸和功能相关。汽车轻量化设计和轻量化的概念应从3个方面来阐明：(1

7、)对于已满足功能要求的汽车，轻量化的设计是减轻质量而保持原功能不变，其轻量化的效果是直接的减重；(2)汽车的现有功能尚不能全部满足要求或需要提升，轻量化设计是完善功能而保持质量不变，如改进汽车的动力学性能、NVH性能和声学性能、操纵稳定性，提高汽车的刚度和安全性等∞1；(3)汽车轻量化设计既要提高改进性能，也要减轻汽车质量。汽车的轻量化设计实际上是功能改进，质量减少，结构优化和合理价格的结合。例如由国际钢铁协会组织的全世界34家钢铁公司联合进行了超轻量钢车身项目(ULSAB—ultralightsteelautobody)就是功能、材料、减重、成本的结合H

8、。5J。超轻钢车身(ULSAB)、超轻钢汽车覆盖件ULSAC(ul