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车身轻量化

时间:2022-07-16 百科知识 版权反馈
【摘要】:乘用车白车身一般包括下部车身、上部车身骨架、车门、发动机罩盖、行李箱盖、翼子板等部件,是发动机、变速箱、传动系统、制动系统、悬架系统、排气系统、电气系统以及内外饰零部件的安装基础,并通过其相应结构设计来满足乘员的安全性要求。高强度钢主要应用于前防撞梁, A、B、C柱加强件,门槛梁,车门防撞梁和车顶横梁等零部件,并且应用比例正在逐渐扩大。

乘用车白车身一般包括下部车身、上部车身骨架、车门、发动机罩盖、行李箱盖(或后背门)、翼子板等部件,是发动机、变速箱、传动系统、制动系统、悬架系统、排气系统、电气系统以及内外饰零部件的安装基础,并通过其相应结构设计来满足乘员的安全性要求。车身轻量化的目的在于在确保车身结构抗撞性、刚度、强度以及NVH性能的前提下,减轻车身骨架的质量,同时不提高汽车车身制造成本来增强整车产品的市场竞争力。

车身上应用的不断扩大的高强、轻质材料主要为高强度钢与超高强度钢、铝合金、镁合金工程塑料以及复合材料等。高强度钢主要应用于前防撞梁, A、B、C柱加强件,门槛梁,车门防撞梁和车顶横梁等零部件,并且应用比例正在逐渐扩大。欧美部分车型车身的高强度钢应用比例已超过60%,如奥迪A3、宝马3系、凯迪拉克ATS、福特蒙迪欧等;日系车型的高强度钢应用比例也超过50%,如英菲尼迪Q50、本田思域等;铝合金已由发动机罩向翼子板、行李箱盖(后背门)及车门上逐渐延伸,部分高端车已实现全铝车身;镁合金已经从转向盘骨架、座椅骨架向转向支撑、传动系壳体零件上发展;纤维增强复合材料开始应用于前端模块、后尾门、进气歧管等零部件;碳纤维复合材料已由跑车、豪华车向中高端车和电动车应用扩展。图6-3为某轿车带四门两盖的车身结构。

图6-3 乘用车车身结构

在结构优化设计方面,随着对整车研发过程认识的加深以及正向开发过程的深入开展,在车型开发前期,对车身结构做出更合理的设计规划显得越来越重要。目前,多材料车身结构轻量化设计正在向着搭建参数化设计平台(图6-4),应用拓扑优化、尺寸优化、形貌优化、多目标优化以及结构-材料-性能一体化优化设计的方向发展。

图6-4 白车身隐式参数化的建模过程

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