基于全生命周期分析的白车身选材方法

本文中采用全生命周期分析方法对使用普通钢、先进高强度钢（AHSS）、铝合金和碳纤维复合材料（CFRP）等材料的某燃油车白车身在生产、行驶和报废回收各阶段的等效碳排放和能耗进行了分析，并讨论了行驶里程对不同材料车身减排效果的影响。结果表明：在当前技术条件下，用AHSS和铝合金代替普通钢作为白车身材料可降低碳排放和能耗，而用CFRP代替普通钢会增加碳排放和能耗；铝合金的全生命周期碳排放和能耗主要取决于生产阶段的碳排放和能耗水平，而材料的选择则与地区的碳排放和能耗水平有关，在普通碳排放和能耗水平的地区铝合金比AHSS更有优势，在高碳排放和能耗水平的地区则AHSS比铝合金更有优势；铝合金的减排效果随着行驶里程的增加而更显著。该燃油车在行驶15万km的情况下，其车身材料比例为77.9%AHSS和22.1%铝合金时，具有综合最优的碳排放和能耗水平。     

城市公交车身轻量化分析与设计

作为城市枢纽的公交车,采用纯电动技术可作为降低城市环境污染、减少能源消耗的切入点。目前续驶里程短是制约纯电动公交发展的主要因素。可以通过增加动力电池的电量或者对整车进行轻量化来增加续驶里程。在轻量化设计方面,对高强钢、铝合金、镁合金、工程塑料和碳纤维等几种轻量化材料进行对比分析,从中选出目前较为合适的铝合金材料。通过理论计算与设计,再通过有限元分析手段进行验证,设计出合理的车身骨架用型材截面以及连接结构。实现减重的同时保证车身结构可靠性,同时通过全生命周期中成本评估对比,发现铝合金车身可以实现降本。     

汽车轻量化材料的应用

铝合金、镁合金、塑料、高强度钢是当前汽车轻量化的4种主要材料。 安全、节能、环保是汽车技术发展的永恒主题。安全和舒适的功能装备增加汽车的质量,节能和环保要求减少CO2排放及良好的回收再利用。     

采用轻量化材料打造的自行车专用控制手柄

ERGON按“人类工程学原理”精心制作的两款自行车车把专用控制手柄（“GP1”、“GP2”）,不久将被纳入轻量化的“新变种”（选用碳纤维、镁合金或新型橡胶混合物等轻质材料制作）范畴。据介绍,采用其它的新型橡胶混合物用于制作控制手柄（在保持同等舒适度之情况下）,控制手柄的重量几乎可减轻40％。就此而言,轻质材料的作用由此可见一斑。“GP2”目前已配备碳纤维或镁合金制控制杆尾端。而“GP1”在夹箍的选用上,则以碳纤维夹箍取代了铝合金夹箍,以此来减轻自身的重量。     

汽车轻量化材料的应用

铝合金、镁合金、塑料、高强度钢是当前汽车轻量化的四种主要材料。     

碳纤维增强塑料在汽车领域掀起一场革命

碳纤维是一种力学性能优异的新材料，它的比重不到钢的1／4，碳纤维增强塑料（CFRP）抗拉强度一般都,E3500MPa以上，是钢的7～9倍，抗拉弹性模量为230～430GPa亦高于钢。材料的比强度愈高，则构件自重愈小；比模量愈高，则构件的刚度愈大，从这个意义上已预示了碳纤维在工业的广阔应用前景。近年来各大汽车制造商纷纷携同材料供应商开发各款采用CFRP材料的轻量化车型。     

轻量化技术在汽车上的应用

轻量化技术在汽车制造中被广泛应用,轻量化材料及相关新技术的大量使用是汽车减重的重要途径。参考大众、奥迪等车型用材情况,分析了高强度及超高强度钢、铝合金、镁合金等轻质合金、碳纤维复合材料等轻量化材料的种类、性能特点、制造工艺以及在汽车上的应用现状,从成本、效率及工艺等多个方面进行对比,并阐述了汽车轻量化未来发展趋势。旨在通过对轻量化材料及工艺的研究,为汽车选材提供参考依据。     

FDS技术在钢铝混合车身上的应用

随着汽车轻量化的发展,新材料、新工艺不断被应用,高强钢、铝合金、镁合金及碳纤维等轻质材料应用比例越来越高。多元化的材料对连接工艺和技术也带来了新的挑战,传统的电阻点焊已不再适用,包括流钻螺钉(FDS)、自冲铆接、铝点焊、结构胶等连接新工艺逐渐被主机长广泛应用。文章基于某款钢铝混合的轻量化新能源车型,介绍了铝合金减震器塔与钢制车身的流钻螺钉FDS连接设计与应用,希望能给同行以参考。     

镁合金在我国汽车上的应用

一、铸造镁合金的特点 1.镁合金密度小但强度高、刚性好在现有工程用金属中,镁的密度最小,仅为1.8g/cm~3,是钢的1/5,锌的1/4,铝的2/3。普通铸造镁合金和铸造铝合金的刚度相同,因而其比强度明显高于铝合金。镁合金的刚度随厚度的增加而成立方比增加,故用镁合金制造刚性好的整体构件十分有利。     

基于全生命周期评价的车身选材研究

文章选取车身框架作为评价对象,对4种车身材料(普通低碳钢、高强度钢、铝合金和镁合金)的生命周期各主要阶段进行了清单分析,计算得出了各车身材料全生命周期的能耗与CO_2排放结果。结果显示,采用轻质材料能够在全生命周期过程中有效降低能耗与CO_2排放。并运用敏感性分析,分别探讨了汽车使用寿命内的总行驶里程和替代普通低碳钢的轻质材料质量大小对车身材料全生命周期能耗与CO_2排放的影响规律。     

中国报废汽车材料的组成及再生技术现状分析

汽车主要由钢铁、铝、镁等金属材料和塑料、橡胶、玻璃等非金属材料构成。汽车报废后,这些材料具有回收再利用的价值,对这些材料进行回收利用有利于改善环境状况、节约资源。分析了这些材料的使用情况及发展趋势,讨论其回收利用技术现状,为我国报废汽车的回收利用提供参考。     

LGF复合材料在商用车中的应用研究

LGF即为长玻纤增强热塑性复合材料,具有密度低、比强度高、回收利用率高等特点,对汽车轻量化的发展具有重要意义。文章介绍了长玻纤增强热塑性复合材料在国内外的发展状况、成型工艺、性能特点、现有问题及解决办法,最后针对商用车轻量化的要求,提出采用长玻纤增强PP材料代替原铝合金走台板方案。     

挤压镁合金汽车仪表板横梁骨架的设计与分析

为实现汽车轻量化,对钢制仪表板横梁骨架总成进行了镁合金替代设计。依据制造工艺将镁合金仪表板横梁骨架按挤压件和冲压件分别设计,并确定了镁合金材料及连接工艺;建立镁合金仪表板横梁骨架总成的有限元模型,进行模态对比分析和碰撞侵入量分析;建立仪表板横梁管材的弯曲仿真模型,模拟管坯的弯曲成形。结果表明镁合金替代设计满足仪表板横梁的轻量化、整体模态、碰撞安全以及可制造性的要求。     

汽车用铝合金零部件的节能减排分析

基于生命周期评价的基础理论和技术框架,以铝合金轮毂为例,分析了铝合金零部件在生命周期中原材料生产、零部件生产及使用、回收再生等阶段的能耗和温室气体排放.在此基础上,定量分析了典型铝合金零部件在汽车上应用的节能减排效果,可知,应用1 kg铝可减少414～2 475 MJ的能耗和30～147 kg C02 eq的温室气体排放量;节能及减排量和钢铁部件质量与铝合金部件质量之比有关.     

耦合不同车辆类型的城市道路交通全生命周期评价研究

城市道路交通是我国节能减碳重要领域,如何量化集成道路和车辆的城市道路交通的能源消耗和碳排放成为交通绿色发展的迫切需求。利用全生命周期评价方法,量化评价了城市道路交通原材料获取、施工制造、运行维护和报废拆除阶段的全生命周期化石能源消耗量ADP(f)和全球变暖潜值GWP (以CO₂当量计),讨论对比了基于传统燃油汽车(ICEV)、混合动力汽车(HEV)、插电式混合动力汽车(PHEV)、纯电动汽车(BEV)和燃料电池汽车(FCV)的城市道路交通的全生命周期ADP(f)和GWP,并对关键因素年均日通行量、FCV的技术进步和不同车型占比进行了敏感性分析。研究发现,基于ICEV的城市道路交通的全生命周期ADP(f)和GWP分别为3.26E+09 MJ和2.16E+08 kg。相比于ICEV,基于BEV的城市道路交通的全生命周期ADP(f)和GWP分别降低32.5%和36.1%。     

汽车轻量化技术中新材料的发展及应用

介绍了国外铝合金、镁合金、塑料和高强度钢等汽车轻量化材料技术发展动向,论述了我国汽车新材料开发与应用现状、差距和存在的主要问题。     

Development of aluminum metal matrix composites (Al-MMC) brake rotor and pad

Improvement in fuel consumption rate requires a reduction in vehicle weight. Research and development for materials substitution in the brake rotor, from the conventional cast iron to aluminum, has been undertaken. In this study, we developed aluminum metal matrix composites brake rotor and pads, which have equivalent braking effects and wear resistance to those of the conventional cast iron rotor, by optimization of the quantities and the particle diameter ratio of hard particles used for the rotor and the pad.     

汽车镁合金车轮动态特性分析

与现行被广泛应用的铝合金相比,镁合金车轮能降低车辆质量和燃油消耗,减小车辆的振动和噪声,提高车辆的动力学特性。文中尝试采用新型铸造镁合金代替铝合金开发汽车车轮,并探索利用动态设计方法对某车型的车轮进行轻量化设计与分析,从而评价其强度可靠性及模态特性。