轻量化技术在汽车车身上的应用VIP专享VIP免费

AutoEngineer-50-2011(2)技术应用APPLICATION1轻量化技术在汽车上的应用目前，国内外应用于汽车的轻量化技术主要有：1）轻质材料技术的应用，如铝合金、镁合金、钛合金、高强度钢、塑料、粉末冶金、生态复合材料及陶瓷等的应用越来越多；2）结构优化及计算机辅助设计和分析技术的应用；3）汽车制造中新的成型方法和连接技术的不断应用。1.1基于材料的轻量化技术的应用1.1.1高强度钢在汽车上的应用高强度钢已成为颇具竞争力的汽车轻量化材料，它在抗碰撞性能、加工工艺和成本方面与其他材料相比具有较大的优势。采用高强度钢板，首先能改善汽车的安全和碰撞性能，传统的碳素钢虽然可以吸收碰撞能量，但其缺点是质量大，影响燃油经济性；高强度钢板用于汽车车身，除能够减薄车身部件厚度、降低自重之外还可以提高汽车表面件的抗凹陷性及抗破坏能力，在降低燃油消耗的同时又可提高汽车的安全性[1]。现在的钢材分为普通钢、高强钢和超高强钢，如图1所示。706050403020100200400600800����/MPa����������������������������%10001200IFMARTHSSIFISBHCMnHSLADP,CPTRIPSminlessBsteelTWIPMild图1钢材分类国外高强度钢在汽车上的应用以日本最为典型。在日本，车身零件实际应用高强度钢始于20世纪70年代，最早应用于车身外表件，然后应用到内部零件和结构件。目前，日本悬架结构和支撑件的强度已达到800～1000MPa。抗拉强度410MPa的高强度钢多用于内部件，即将采用590MPa高强度钢用于内部件，刘伟燕1王书伟2（1．华东交通大学机电工程学院；2.武汉理工大学汽车工程学院）摘要：汽车轻量化对于降低汽车燃油消耗和减少排放污染起着举足轻重的作用，采用轻质材料是实现汽车轻量化的重要途径。文章详细分析了轻量化技术在现代汽车中的应用，包括铝合金、镁合金、钛合金3种轻合金的特点、轻量化设计技术以及金属成型方法和连接技术，说明了汽车轻量化的意义，对汽车的轻量化技术发展有一定的指导作用。关键词：汽车；轻量化；车身ApplicationofLightweightTechnologyonVehicleBodyAbstract:Vehiclelightweightplaysanimportantroleinreducingfuelconsumptionandpollutionemissionsandtheuseoflightweightmaterialsisalsoanimportantwayofweightreduction.Thepaperanalyzestheapplicationoflightweighttechnologyinthemodernvehiclesindetail,includingthecharacteristics,lightweightdesigntechnologyandmetalformingandlinkingtechnologyofaluminumalloy,magnesiumalloyandtitaniumalloy.Theresultsindicatethesignificanceoflightweight,whichwillexertinfluenceonvehiclelightweighttechnology,andhaveguidingroleforlightweighttechnology.Keywords:Vehicle;Lightweight;Body轻量化技术在汽车车身上的应用万方数据AutoEngineer-51-第2期技术应用APPLICATION有望进一步减薄零件厚度。图2示出某新车型下部车身钢材应用。27%27%11%11%24%���������������������������������������������������������������������图2某新车型下部车身钢材1.1.2铝合金在汽车上的应用铝具有高的导电性和导热性，密度小，塑性好，易成型，易回收利用。可通过铸、锻、冲压工艺制造各类汽车零件。自1991年使用高强度铝合金以来，北美汽车上铝的用量已增加2倍，运动多用途车（SUV）、皮卡和微型厢式车上铝的用量呈3倍增长，平均每辆车用铝量达116.1kg，比轿车（平均109kg/辆）增长还多。表1示出1991—2006年美国汽车平均用铝量的统计。表1美国汽车用铝量统计kg年份各类车型的用铝量整车平均用铝量轿车轻型载货车1991867582199610510710319991081231122006127145132目前，铝合金已广泛应用于汽车车身、底盘零部件以及发动机的某些部件上。现代轿车发动机活塞几乎都用铸铝合金，这是因为活塞作为主要的往复运动件要靠减重来减小惯性，减轻曲轴配重，提高效率，并需要材料有良好的导热性，较小的热膨胀系数，以及在350℃左右有较好的力学性能，而铸铝合金能符合这些要求。同时由于活塞、连杆采用了铸铝合金件，减轻...