铝合金材料在现代汽车轻量化制造技术中的应用

介绍了汽车用铝合金材料的特点及在汽车轻量化制造技术中的发展方向和主要零部件的铝化程度,指出轻型铝合金材料仍然是未来汽车材料的研究重点。     

整车开发过程中的质量控制

汽车整车质量控制是在整车开发过程中对整车轻量化的一种统筹控制方法。要求在不降低整车综合性能指标的前提下,尽可能的降低汽车产品自身质量,优化整车设计,设计出节能、环保及安全的汽车。文章重点介绍了整车开发过程中的质量控制流程以及相关的轻量化措施,如新材料的应用、模块化设计、结构优化设计、制造工艺优化及即插即用等。     

基于LCA的汽车前端模块轻量化方案对比研究

围绕汽车生态设计的理念,以生产1件汽车前端模块(零部件)轻量化设计为切入点,使用生命周期评价(LCA)的方法,对比分析传统纯钢制造方案和铝钢、塑料轻量化制造方案在能耗与环境的影响差异,运用Ga Bi Ts软件计算得出,铝钢和塑料方案比纯钢方案在汽车行驶阶段中节油8.43 L和21.53 L。同时,在整个生命周期过程中温室气体排放分别减少70.352 kg CO_2e和184.079 kg CO_2e,以定量化分析明确轻量化设计对环境影响优于传统设计。     

铝、镁合金压铸件在汽车工业中的应用及发展

随着新型合金材料的创新和发展,产品质量高、精度好,具有高生产率的压铸技术被广泛应用于各种汽车零部件的制造中。综述了压铸工艺原理、特点、流程、发展现状,以及一些控制压铸件缺陷的方法。梳理了铝、镁合金压铸件在汽车上的应用和发展现状,并对一些典型的车用铝、镁合金压铸件进行了介绍,强调了汽车应用铝、镁合金压铸件对汽车轻量化有极大促进意义,最后对压铸件在汽车行业的发展前景进行了展望。     

竞争中的车身结构及材料

一辆现代汽车约2/3质量是由钢构成的。今天,随着汽车安全性和舒适性要求的提高,减轻汽车质量是世界各汽车制造厂追求的一个首要目标。汽车的轻量化,一是设计轻量化结构,二是开发和使用新的结构材料。因此,传统的钢材料正受到轻金属尤其是铝及复合材料越来越大的挑战。     

底盘下控制臂轻量化解决方案

汽车开发过程中,为能减少整车重量,使有限材料发挥最大性能,往往会涉及到轻量化以及拓扑优化。在满足汽车开发设计目标的同时,对零件提出合适的轻量化指导方案,有利于汽车制造成本节约及减少能源消耗。某车企在某车型研发初期,对车辆整备质量目标定义较为严格,对各零件轻量化设计提出了较高的要求。下控制臂是汽车底盘重要零件,通过拓扑优化方法,将下控制臂作为设计变量,使用有限元软件进行拓扑仿真,根据拓扑云图,结合控制臂不同位置的截面尺寸进行研究分析,提出较好的结构设计方案。     

新能源汽车轻量化技术路线和应用策略

相较于传统汽车,新能源汽车目前存在质量大、续航里程不足、稳定性和制动性差等问题。因此,新能源汽车轻量化技术极其重要,但目前新能源汽车的轻量化仍存在问题,无法进行推广。目前轻量化技术已经得到较为广泛的应用,但由于车辆的差异性和节能减排的发展要求,使得该技术依然有很大的发展空间。研究发现,汽车在使用轻量化材料及进行结构优化后,整车质量显著减小,在满足了汽车性能要求的同时达到了轻量化目的。     

汽车用挤压铝零件的断面优化

随着汽车轻量化的加速进行,用铝合金挤压型材制造的零部件数量也会逐年增加,这就对挤压铝零件的断面设计和工艺优化有较高的要求。本文介绍了挤压铝零件在汽车上的应用,同时通过对具体产品的挤压可行性分析和研究,优化产品断面,调整挤压工艺参数,从而提高了产品的可挤压性,有效保证了产品的组织和性能。     

钢结构车身的轻量化研究

汽车轻量化是汽车产业发展方向之一,也是汽车节能环保的现实需求。优化汽车的结构设计和新材料应用是目前实现汽车轻量化的有效途径之一。本文重点针对钢结构车身轻量化的结构优化技术进行研究,对于普通钢,通过形状优化和结构优化技术及零件整合达到减重目的;对于高强度钢,在满足安全法规的同时,通过合理配置汽车车身一些部件的板厚,达到在一定程度上减轻汽车质量的目的。     

纯电动汽车与传统汽车轻量化全生命周期多目标优化研究

汽车轻量化虽然能够有效降低使用阶段的能耗和排放,但如果把涵盖材料获取、材料加工、零部件加工制造、整车装配、使用和回收利用的全生命周期都考虑进去,轻量化并不一定节能减排,成本也可能增加。以往评价汽车产品的轻量化效果主要关注汽车的运行使用阶段,而未能从整个汽车生命周期的各个阶段予以综合考虑,也未进行汽车轻量化全生命周期多目标优化研究。针对此问题,本文中提出在轻量化设计阶段协同考虑轻量化后的全生命周期能耗、环境排放和成本变化,并进行轻量化全生命周期多目标优化研究,达到在轻量化的同时汽车全生命周期的能耗、环境排放减少和成本不增加的目标。选取某公司生产的传统汽油车和在此平台上开发的纯电动汽车作为实证研究对象,基于静态生命周期评价模型,选择钢质量减少比例、铝质量增加比例和镁质量增加比例作为设计变量,全生命周期能耗、温室效应(GWP)和生产成本作为3个目标。通过多目标优化,当纯电动汽车和传统汽油车钢质量分别减少6.44%和6.41%、铝质量均增加1%、镁质量分别增加0.44%和0.41%时,全生命周期能耗分别减少3.20%和3.21%,GWP分别减少2.84%和2.88%,生产成本不增加。     

FSC赛车轻量化系统研究

提出针对FSC赛车轻量化研究的四种方法：材料轻量化、结构轻量化、制造轻量化和功能轻量化;介绍轻量化设计原则、功能轻量化方法、材料的强度属性和刚度属性、结构优化的方法、零部件的加工工艺和连接技术,并将这些方法应用于赛车设计的工程实际。实践结果表明,多种轻量化方法联合应用的减重效果比单个轻量化方法应用减重效果好。     

电动赛车轻量化材料车身设计及分析

为某电动赛车设计轻量化材料车身,通过对车身的三维建模,以及综合运用有限元模态分析技术,选用不同材料,优化车身结构,对整车车身的轻量化进行了较为深入的研究。通过文章的研究,对电动赛车车身在材料运用上提供了理论基础与技术支撑,与传统电动赛车的车身重量相比,车身重量大幅降低。     

基于改进图分解法的多材料车身结构优化设计方法

针对概念设计阶段的车身结构轻量化设计,提出了一种可实现车身多材料结构设计的分层迭代优化方法。该优化方法的设计变量中,除常见的板厚、材料外,还包括装配设计中的拓扑连接,以实现“将合适的材料用在合适的部位”的要求。分层迭代优化的第1层以拓扑连接为设计变量,采用图分解和NSGA-II对车身装配拓扑结构进行多目标优化,最大化车身弯扭刚度和1阶固有频率;第2层对板厚和材料进行多目标优化,最小化车身质量和材料成本。最终采用基于模糊集合的评分公式选定综合最优解,实现了考虑成本的车身结构轻量化设计。     

重型商用汽车轻量化研究

轻量化是汽车设计水平的一项关键指标,而谈起汽车轻量化,行业内往往关注的是乘用车的轻量化技术重型商用车的轻量化技术往往被忽视,本文就重型商用车轻量化技术的现状和发展空间及瓶颈做简要阐述。     

钢铝混合白车身在汽车轻量化中的应用及乘用车轻量化实例

在节能减排和新能源汽车长续航里程的需求下,汽车轻量化是目前最有效的手段,白车身重量占据整台汽车较大百分比,白车身轻量化是汽车减重的核心目标,目前新型轻量化设计,铝合金白车身在乘用车领域已被广泛使用,但全铝车身也存在材质本身缺陷,铝合金强度低于钢,关键强度位置无法达到碰撞要求,文章以热成型钢作为关键强度建与铝合金组成混合材质的乘用车白车身实例进行分析,比较传统的钢制车身,可使整车减重40%。并保证汽车优异碰撞性能要求。     

独立式EPB结构设计与仿真分析

本文通过计算汽车在不同坡度上驻车时所需要驻车力的大小,设计独立式EPB结构,并通过对独立式EPB结构中主要部件螺栓和卡钳嵌体的受力仿真分析,验证整个结构最大应力位置及所选用的材料满足设计要求,总结出独立式EPB卡钳钳体可以进行轻量化设计,适应现今汽车轻量化的发展趋势。     

吉利4D20轿车柴油机轻量化技术应用研究

节能减排是发动机设计的核心目标,采用轻量化技术是实现节能减排的有效措施之一.分别对吉利4D20轿车柴油机气缸体、气缸盖、梯型框架和油底壳、双质量飞轮、活塞及连杆、气缸盖罩和链条罩盖等关键零部件的轻量化技术进行了应用分析.吉利4D20轿车柴油机大量采用铝合金以及经过优化设计轻量化结构,使其单位功率质量达到2.12 kg/kW.     

Theoretical method for predicting the weight reduction rate of a box-type car body for rolling stock by material substitution design

In this paper, a theoretical approach is suggested for predicting the structural performances and weight reduction rate of a car body with a box-type section when its material is substituted with a lightweight material for weight saving. For the material substitution design of a car body for rolling stock, bending, axial, and twisting deformations should be considered at constant stiffness and strength conditions. To compare the weight reduction effects on different material applications, some new indices were derived from a structural performance point of view. The derived indices provide good measures to estimate weight reduction by material substitution design and can be effectively applied to the conceptual design of a car body.     

电动汽车动力电池碰撞安全设计方法研究

文章结合国内外汽车法规及新车评价规程,研究了不同碰撞工况对某款电动汽车动力电池的损伤影响。研究发现,在侧面斜柱碰工况下,电池模组容易受到挤压,动力电池系统发生短路、漏液及起火的风险较大;同时,通过对某款电动汽车在斜柱碰工况下电安全防护设计的研究,提出一种基于电池模组损伤容限的动力电池防护设计方法,该方法有利于车辆的轻量化开发,可降低电动汽车能耗及整车物料成本。     

EWL组合近似模型在铝车身轻量化优化中的应用

以铝车身为研究对象,基于详细接头建立了铝车身参数化概念模型,其与车身详细模型的误差控制在15%以内,满足工程开发要求。采用相对灵敏度分析法筛选出铝车身的8个关键断面作为设计变量。提出EWL组合近似模型;运用最优拉丁超立方设计（Optimal Latin Hypercube Design,OLHD）采样法分别建立基础性能的KRI、响应面法（Response Surface Methodology,RSM）、径向基函数（Radial Basis Function,RBF）法、反比例平均化（EI）法、启发式计算（EG）法和EWL组合近似模型,通过对比分析误差评价指标得出EWL组合近似模型具有最优的拟合精度和稳定性。综合运用EWL组合优化模型和组合优化算法,即全局自适应模拟退火算法（Adaptive Simulated Algorithms,ASA）和梯度序列二次规划（Non-linear Programming by Quadratic Lagrangian,NLPQL）法的组合优化策略对参数化概念铝车身模型进行轻量化优化。结果表明,在4项基础性能不降低的情况下实现铝车身质量减轻6.7 kg...