车身轻量化发展趋势
车身轻量化—碰撞介绍1新能源汽车轻量化钢制车身结构
新能源汽车轻量化钢制车身结构 摘要 未来钢制汽车计划（FSV）的目标是为紧凑型的电动汽车（BEV）提出一个能制造出完全不同的钢制车身结构的详细设计构思，也确认了为适应大的插电式混合动力车（PHEV）或燃料电池车（FCEV）车身结构的改变。这篇文章将说明七个经过优化的车身的子部件是如何达到减重35%，同时满足安全要求和整个寿命周期内碳排放目标要求。该文章也将对先进的设计优化过程和相应先进的钢材和制造技术概念进行解释。 前言 “未来钢制汽车计划（FSV）”是世界汽车钢（WorldAutoSteel）项目，该组织为世界钢铁联盟下属的汽车钢组，共包含全球范围内17家大型钢铁生产企业。“FSV计划”是一个涉及几百万欧元资金，为期三年的计划，旨在发展出安全、重量轻及采用先进高强钢制造的车身结构，该新型车身结构能够满足电动汽车的不同要求和减少汽车在整个寿命周期内的温室气体（GHG）排放。GHG气体指的是大气中能够加剧地球温室效应的气体，这些气体能够吸收地球表面的热量，使热量在地球表面和大气层之间进行循环，导致地球表面的平均温度升高。“FSV计划”将会阐明用先进高强钢来制造车身结构，减轻汽车重量和减少GHG气体排放。本文说明了“FSV计划”中的相关的钢铁技术和设计构思，及第二阶段现已所获得的结果。 1.0 项目目标 “FSV计划”中工程技术人员关注的焦点是提出一种新的全局性的开发设计方法，目标是开发出具有创新性的整车布置和优化的车身结构的先进汽车，该车将会使用一系列在2015年至2020年之间比较成熟的先进钢铁材料和制造技术。 “FSV计划”主要分为三个阶段： 阶段1：工程研究（已完成） 阶段2：构思与设计（至2010年） 阶段3：展示和具体实施（至2011年） 第一阶段主要是对将来适用于2015年至2020年之间的，先进汽车动力系统和适合批量生产的未来汽车技术进行综合性评价和验证，该阶段所获得的结果在另外一篇报告中有阐述。 图1-1 “FSV计划”的整个设计优化过程
2018年我国汽车轻量化及轻量化材料行业市场综合发展态势图文深度分析报告
2018年我国汽车轻量化及轻量化材料行业市场综合发展态势图文深度分析报告 （2018.04.15） 汽车轻量化这一概念最先起源于赛车运动，它的优势其实不难理解，重量轻了，可以带来更好的操控性，发动机输出的动力能够产生更高的加速度。由于车辆轻，起步时加速性能更好，刹车时的制动距离更短。 汽车轻量化绝非是简单地将其小型化。首先应保持汽车原有的性能不受影响，既要有目标地减轻汽车自身的重量，又要保证汽车行驶的安全性、耐撞性、抗振性及舒适性，同时汽车本身的造价不被提高，以免给客户造成经济上的压力。实验证明，汽车质量降低一半，燃料消耗也会降低将近一半。由于环保和节能的需要，汽车的轻量化已经成为世界汽车发展的潮流。 汽车轻量化技术目的。采用现代设计方法和有效手段对汽车产品进行优化设计，或使用新材料在确保汽车综合性能指标的前提下，
尽可能降低汽车产品自身重量，以达到减重、降耗、环保、安全的综合指标。 一、汽车保有量持续上升，节能减排成各国重中之重 经过十余年的快速发展，汽车保有量持续上升。2010-2016年我国汽车保有和产量快速上升。2016年国内汽车产量2819万台，同比增长13.5%，汽车产量仍处于逐步上涨趋势中。另2017年8月末我国民用汽车保有量达到2.05 亿辆，汽车千人保有量为144 辆/千人，与发达国家每千人汽车保有量500辆左右相比，国内汽车保有仍会持续上升。 2011-2017H1国内汽车产量(万台)
伴随汽车保有量的增多，汽车排放污染引起注意。机动车大多是以汽油发动机和柴油发动机为动力，这两类发动机均直接排放细颗粒物，其中汽油机排放的颗粒物相对较少，而柴油机排放量多，是城市PM2.5污染的主要排放源之一。北京市环保局发布的PM2.5来源解析报告显示，在雾霾所有来源中，区域传输贡献占28%~36%，本地污染贡献，其中机动车污染占到31%，为主要来源。 各国为控制汽车排放量，纷纷提出汽车能耗和排放目标。到2020年，除美国之外的全球主要的汽车生产与消费国家和地区对乘用车燃油油耗的要求都将严格限制在5L/100km以下的水平，而且碳排放也更为严格（国内在2020将采用国Ⅵ的排放标准）。 汽车轻量化将成节能减排主攻方向。汽车行业的节能减排主要是指通过汽车制造商一些技术措施配合相应的国家政策，建立起完善的机制等来减少能源浪费和降低废气排放。主要技术措施为汽车轻量化技术、发动机关键技术、改善油品品质和排放控制技术。其中，发动机技术与油品改善需要较长时间技术积累才能提升，而轻量化技术是目前最容易实现的技术，将成为减排主攻方向。 汽车排放与汽车重量高度相关。在保证汽车强度和安全性能的前提下，尽可能地降低汽车的整备质量，从而提高汽车的动力性，减少燃料消耗，降低汽车尾气排放。汽车整备质量降低100Kg，汽车每
全铝车身结构设计
汽车轻量化解决方案—全铝车身结构设计 摘要：解决汽车节能环保的问题，有提高传统燃油发动机的能效、发展新能汽车、应用轻量化技术三个方向。比较以上三种技术路线，在当今发动机技术提升难度日益加大、动力电池效率不高的背景下，不论对传统燃油汽车，还是新能源汽车，汽车轻量化技术都是一项共性的基础技术。大力发展并推进汽车轻量化技术，成为节能、减排的主导之一。而实现汽车轻量化技术又有三个技术途径：一种“轻量化材料”要通过一种“轻量化工艺”来实现一种“轻量化结构”。 关键词：汽车轻量化全铝车身型材截面优化 Stiffness Mass Efficient 由于世界能源的随时枯竭与环境的日益恶化，世界各行各业都积极行动起来，根据政府的优惠政策与民众的强烈要求，在节能、环保方面进行了高投入研发其高效节能、积极环保的产品。汽车产业首当其冲，其汽车零部件的制造，迁联到能源、钢材、铝材、合金、塑料、橡胶、玻璃、化工、机械、电器、信息等各行各业，对汽车节能环保的要求，就是对其它相关行业的要求。对汽车进行轻量化结构的研究，要联系相关行业的专业知识，进行综合性的研究。 一、汽车轻量化的目的 就汽车产业而言，根据汽车产品的特点，降低油耗或提高燃油效率、减少或清洁排放对环境的污染，是节能环保研发的主要目的。从全球汽车产业来看，解决汽车节能环保问题主要采用以下三种方式：
一是大力发展先进发动机技术，通过对传统发动机的改良和一系列汽车电子技术的应用，来提高燃烧效率，改善燃油经济性。 二是大力发展新能源汽车，通过研发先进新型发动机技术和推广使用气体燃料、生物质燃料、煤基燃料、高效电池等动力替代传统能源来减少汽车燃油消耗和对石油资源的依赖。 三是大力发展汽车轻量化技术，在保障汽车安全性和其他基本性能的前提下，通过减轻汽车自身重量降低能耗来实现节能减排的目的。 比较以上三种技术路线，在当今发动机技术提升难度日益加大、动力电池效率不高的背景下，不论对传统燃油汽车，还是新能源汽车，汽车轻量化技术都是一项共性的基础技术。大力发展并推进汽车轻量化技术，成为节能、减排的主导之一。 汽车的轻量化，英文名：Lightweight of Automobile，涵义是“在保证汽车的强度和安全性能的前提下，尽可能地降低汽车的整备质量，从而提高汽车的动力性，减少燃料消耗，降低排气污染。” 世界节能与环境协会的研究报告指出：汽车自重每减少10％， 燃油消耗可降低6％—8％，排放降低5%—6%。而燃油消耗每减少1升，CO2排放量减少2.45kg。燃油消耗量减少不仅有利于节约能源，也可有效减少污染物排放。当前，由于节能和环保的需要，汽车的轻量化已经成为世界汽车发展的潮流。 伴随着技术进步，制造汽车车身的材料已经不仅仅是钢铁了，越来越多的新材料被应用到车身的制作中。其中包括：玻璃钢、铝合金、
浅谈汽车车身结构轻量化
浅谈汽车车身结构轻量化 【摘要】本文综述了汽车轻量化技术应用的必要性、汽车轻量化的效果和意义、汽车轻量化的途径和技术，以及与节能环保和安全的关系，强调了车身轻量化设计是实现汽车轻量化的主要途径之一。汽车轻量化是汽车产业的发展方向之一，也是一个汽车厂商和国家技术先进程度的重要标志。 【关键词】汽车车身；车身结构；轻量化 0 引言 随着国民经济的蓬勃发展，汽车已一跃成为当前极为重要的交通运输工具。从全世界范围来看，目前还找不出一个无汽车的现代化社会的先例。因此，汽车工业在带动其他各行各业的发展中，已日益显示出其作为重要支柱产业的作用。 在扩大汽车的服务领域和满足各方面多样化要求的前提下，作为汽车上三大总成之一的车身，已后来居上越来越处于主导地位。据统计，客车、轿车和多数专用汽车车身的质量约占整车自身质量的40%～60%；货车车身质量约占整车自身质量的16%～30%；其各车型的车身占整车制造成本的百分比甚至还略超过以上给出的上限值。因此，仅从这个意义上来衡量汽车车身，其经济效益也远远高于其他两大总成。 如果从节能、节材等几方面来考虑，则其潜力更大。此外，纵观国内、外车身制造和装配等工艺流程，不难发现，尽管随着科学技术的进步，吸取了大量的尖端技术，机械化和自动化程度很高，但是仍有两化无能为力而又必须由手工操作来完成的部分（特别是车身的内、外装饰和附件的装配）。 1 汽车轻量化技术应用的必要性 汽车轻量化对于节约能源、减少废气排放十分重要。而在驾驶方面，汽车轻量化后其加速性能也将得到提高，而在碰撞时由于惯性小，制动距离也将减少，便于主动安全控制。 纵观世界汽车工业沿革，可以看出，现代汽车是沿着“底盘”→“发动机”→“车身”逐步发展完善过来的。这个发展过程在很大程度上取决于当时的科学技术水平和物质生活条件。由于汽车与人们的日常生活息息相关，为了适应各种不同的目的和用途乃至车身的更新换代等，其关键在于车身。 国内外汽车生产的实践一再表明：整车生产能力的发展取决于车身的生产能力；汽车的更新换代在很大程度上也决定于车身；在基本车型达到饱和的情况下，只有依赖车身改型或改装才能打开销路。凡此等等都足以说明，汽车工业发展到今天成为重要的支柱产业，而重中之重则非车身莫属。 2 汽车轻量化的效果 汽车轻量化的主要目的是降低油耗。如图1所示，车辆行驶的燃油消耗量与车辆质量的关系。一般情况下，对于1000kg自重的轿车，车辆质量减轻8%，可降低油耗约10%以上。 图1 车辆行驶油耗与质量的关系 另外，世界铝业协会的报告指出：整车质量每减少100KG，其百公里油耗可节降低0.4-1.0L，每公里二氧化碳排放也将相应减少7.5克到12.5克。而车身质量占整车质量的1/3，空载情况下，约70%的油耗用在车身质量上。这意味着：只要通过科学的方式，将车身轻量化后，就可以有效减少燃油消耗。 3 车身轻量化的意义
汽车材料轻量化
浅谈汽车轻量化 摘要：通过对汽车轻量化的意义的分析，以及汽车轻量化技术的现状特点，引出了轻量化的发展方向。 关键词：汽车；轻量化；发展 一、汽车轻量化的意义 现阶段，降低能耗、减少环境污染以及节约有限资源是各国面临的一个十分重要而紧迫的课题，而通过减轻汽车自重能提高汽车的燃油经济性、降低能耗、减少污染已成为全球汽车工业的发展趋势。 有关研究数据表明：若汽车整车质量降低10%，燃油效率可提高 6%-8%；若滚动阻力减少10%，燃油效率可提高3%；若车桥、变速器等机构的传动效率提高10%，燃油效率可提高7%。此外，车辆每减重100kg，CO2排放量可减少约5g/km。 由此可见，汽车轻量化对于节能减排具有重大的意义，是实现我国汽车工业可持续发展的重要措施。同时，轻量化还可以使车辆行驶时因底盘重量的减轻而减轻颠簸，提高了车身的稳定性；轻量化的材料能对冲撞能量的吸收，又可以有效提高碰撞安全性。 因此，无论是对于传统动力汽车，还是新能源汽车，轻量化一直是科研、汽车生产制造等重点探索方向。目前，在汽车轻量化领域，正呈现技术、工艺和材料等多方发力局面。 一、汽车轻量化技术的现状： 汽车轻量化技术包括汽车结构的合理设计、轻量化材料的使用和制造工艺三个方面。 ①轻量化材料：实现汽车轻量化必须集成利用多种新材料和相关应用技术。目前，汽车轻量化材料使用的主要是高强度钢，其次是铝镁合金、复合材料及塑料。其中，高强材料主要用于降低钢板厚度，保证汽车结构和安全性能；低密度材料主要用于非结构件替换和减轻汽车质量。 1)采用高强材料：高强钢是轻量化的关键材料，它的大量使用既实现了整车轻量化，又保证了汽车的安全性和可靠性，因此，高强钢使用面广且量大。 2）采用轻量化材料：铝合金是轻质材料，具有良好的抗腐蚀性，应用前景良好。近年来，铝材在汽车上应用量增加很快，主要是板材、挤压材、铸铝及锻铝，在车身结构、空间框架、外覆盖件和车轮等处均有大量应用。 除了镁合金以外，还采用更轻的铝材料，用于壳体类、气缸盖罩盖和方向盘骨架等件，现在已经扩展到座椅骨架、车门、车顶、仪表盘骨架和支架类零件，轻量化效果更明显。 3）复合材料的使用：塑料及纤维复合材料在汽车工业的应用也日趋增加，汽车上应用塑料件已达数百个，多应用于发动机的缸套、活塞、连杆、活塞销、摇臂和气门挺柱，刹车系统的刹车盘和刹车毂。 ②优化设计：随着汽车工业设计水平的不断提高，如果汽车车身结构设计合理，不仅可
汽车配件管理2013 二 汽车常见易损件和常用材料
单元二汽车常见易损件和常用材料 学习目标 完成本单元学习后，你应能： 1.掌握汽车发动机、底盘、电气设备和车身的易损件。 2.了解车用燃料的种类与质量要求。 3.了解车用汽油、车用轻柴油、发动机润滑油的作用与质量要求。 4.了解车辆齿轮油和润滑脂的作用与质量要求。 5.了解汽车制动液的作用与质量要求。 6.了解发动机冷却液的作用与质量要求。 建议学时：6学时 一、汽车常见易损件 1.发动机易损件 1）汽缸体（图2-1） 汽缸体除汽缸正常磨损可进行镗磨加大尺寸予以修理外，在冬季因缸体未放尽积水被冻裂，运行中因气缸缺少冷切冷却水被过热膨胀裂缝漏水，以及在行车事故中被碰撞损坏和孔径数次镗削扩大至极限。有一定的消耗量，属于正常应备品种，数量应视地区销售情况而定。 图2-1 汽缸体 2）汽缸套 汽缸套常见故障有缸孔自然磨损、外径压配不当漏水（湿式缸套）、缸壁因敲缸损伤，或在突发
情况下如连杆螺栓松脱被连杆击穿等，必备品，耗量较大，应有一定的备量。 3）汽缸盖（图2-2） 除未发现的制造缺陷如隐藏裂纹、排气门座压配松弛等引起的漏水现象外，主要是使用不当和自然疲劳损坏。常备品，应有一定的备量。 图2-2 汽缸盖 4）汽缸盖衬垫（图2-3） 常见故障有缸盖紧固螺栓或螺栓拧紧力失准或松弛，制造上的缺陷，漏水造成热化学腐蚀等，结果封闭汽缸孔边缘部位烧蚀泄漏、水孔边缘部分热腐蚀缺损使封闭失效。一次性使用配件，消耗量很大，通常有作为随车主要维修备用品，应有较多库存备量。
图2-3 汽缸盖衬垫 5）活塞 活塞的常见故障有自然磨损，在发动机过热时会造成部分铝合金属熔蚀发生拉缸或咬死，磨损后配合间隙过大、积碳早燃时会击伤、裂缝等。主要易损件，消耗量大、规格多，是营销必备品种。 6）活塞环（图2-4） 常见故障有因活塞拉缸被折断，自然磨损，弹性衰减等。主要易损件，消耗量大、规格多，是营销必备品种。 图2-4 活塞环 7）活塞销 常见故障有外径自然磨损，在特殊工况下或制造上未检出的隐藏裂缝造成的折断。主要易损件，消耗量大、规格多，是营销必备品种。 8）活塞销衬套 常见故障有自然磨损，因缺油高热烧损及压配合间隙过大引起衬套走外圆等。主要易损件，消耗量大、规格多，是营销必备品种。 9）连杆（图2-5） 受力矩杆体扭曲、大头小头孔座因轴孔磨损或断油造成的过度磨损松旷、螺栓孔螺纹损坏等。虽属易耗件，但相对销量较少，应有一定备品以应需要。
汽车轻量化技术-汽车轻量化发展趋势
龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/a09165689.html, 汽车轻量化技术 作者：郑斯泽 来源：《科技与创新》2016年第01期 摘要：汽车轻量化技术一直是各个汽车厂家重点研究的内容，经过几十年的发展，它已 经取得了长足的发展。简单介绍了汽车轻量化技术的设计情况和所用材料的性能，阐述了汽车轻量化的实施途径，以期为日后的相关工作提供参考。 关键词：轻量化技术；轻质材料；车身结构；节能减排 中图分类号：U462.2 文献标识码：A DOI：10.15913/https://www.wendangku.net/doc/a09165689.html,ki.kjycx.2016.01.131 经过近百年的发展，虽然汽车的能源利用率提高了，但也只有20%～30%.究其原因，最 主要的是汽车本身的质量消耗了大部分能耗。研究表明，如果汽车的整体质量降低10%，那么，能源利用率就可以提高6%～8%.因此，汽车轻量化的优势就是降低油耗。 汽车车身质量占汽车整体质量的30%，空载时，有70%的能源消耗在汽车车身上。采用 汽车轻量化技术除了可以降低能耗外，还可以提高汽车操作的稳定性和安全性。使用轻量化材料后，汽车质量会减轻。在其行驶过程中，由于汽车底盘质量比较轻，所以，颠簸会减弱，车身会更加稳定。当汽车遇到撞击时，其撞击能力会被吸收一部分，从而提高汽车运行的安全性。但是，轻量化并不是说汽车质量越轻越好，这需要综合考虑汽车的安全性、经济性和实用性等因素。由此可见，汽车轻量化技术是汽车产业中非常关键的一部分。 1 含义 在保证汽车各项指标都满足要求的情况下，为了降低能耗，使其更加环保、安全，要采用先进的技术或特殊材料尽可能地减轻汽车质量。 汽车轻量化并不是简单地缩小汽车的体积或者减轻汽车的质量。汽车的安全性、稳定性、舒适性和耐撞性等与汽车的质量有直接关系，所以，还需要考虑其经济合理性，毕竟汽车属于商品，要让消费者接受它的价格。 汽车结构的创新化设计和特殊材料的使用是汽车轻量化技术的重要组成部分。如果汽车车身结构设计合理，不仅可以减少材料的使用量，还能达到轻量化的目的。要想实现汽车轻量化，车身材料是非常重要的。相关研究表明，汽车轻量化主要表现在以下3个方面：①随着新材料的出现，很多性能好的轻质材料被应用于汽车领域，例如高轻度钢、镁合金、钛合金、铝合金、特殊塑料、陶瓷和生态复合材料等；②随着汽车工业设计水平的不断提高，很多汽车开始采用超轻悬架结构、高刚性结构来减轻其质量；③汽车轻量化的发展促使计算机辅助集成技术和结构分析等技术被应用于汽车领域，从而带动汽车联接技术的创新。
浅谈未来汽车的发展方向
浅谈未来汽车的发展方向 院系： 专业： 姓名： 学号： 摘要:通过这学期的学习我收获了很多，本文从以下三方面简要介绍与未来汽车发展方向有关的内容：一、车身造型的未来发展向：气动最优化、个性化、人性化、虚拟化、全球化。二、全球节能环保汽车技术的发展方向。三、安全技术发展方向：防抱死制动系统（ABS）、电子制动力分配、牵引力控制系统、电子稳定程序、预紧式安全带、智能安全气囊、乘员头颈保护系统、智能行人保护系统等。关键词:汽车文化；未来汽车；发展方向 一、车身造型的未来发展方向 自 1886 年第一辆汽车诞生以来，汽车造型开始了其漫长的进化之路。依次经过了马车型汽车、箱型汽车、甲壳虫型汽车、船型汽车、鱼型汽车、楔形汽车、子弹头型汽车；进入 21 世纪后，从世界各大汽车博览会推出的多款新概念车看，造型更是千奇百怪、更具个性化和特色。车身造型的未来发展趋势综合起来主要有以下： 1、气动最优化 一部汽车车身造型发展史，从某种意义上说就是一部不断追求具有最佳气动造型的历史人们一直在努力研究能够减小气动阻力且气动稳定性好的车身造型，今后这将仍是未来车造型追求的目标之一，但更主要的工作是在研究气动行驶稳定性上。未来的气动造型最优应满足以下几点: (1)最佳气动性能的车身外形只能
通过计算机辅助设计和部分实验得出; (2)车身所受的气动纵倾力矩和气动横摆力矩理论上为零; (3)车身所受的气动升力理论上略小于零; (4)减少气功阻力虽然不再是主要目标，但气动刚力系数不应大于 . 2、个性化 车身气动最优化是否会导致未来汽车外形的雷同，从而失去个性化，其实汽车车身造型的发展过程己经揭示了这个问题的答案。在车身造型的历史发展时期，可能会由于追求气动造型的优化而使得某一种车型成为一个时期内的主导车型，但决不是唯一、就是同一主导车型，也由于气动特性非唯一评定指标而形成不同风格，随着社会发展，社会意识和美学观念，造型过程中会起到越来越大的作用，现代人对汽车式样个性化要求也会越来越高。不同层次不同行业、不同种群的审美意识也会大不相同。随着人类物质文化水平的提高和生活环境的变化以及生活方式的多样化，作为大众化商品的轿车无疑将出现各式各样更新颖更奇特的新车型。 3、人性化 汽车是人的代行工具，与人在日常生活中息息相关，己形成独特的汽车文化。“一堆冰冷的钢铁”是无法满足现代人精神和文明需要的。车身造型设计必须以人为本，体现人机协调，使用操作方便、舒适，使汽车适应人的各种生理和心理要求，从而提高工作效率、保障安全、维护健康。未来的车身造型设计将在车身外观设计、人机工程以及室内环境等方面更加注意人性化的发展。 4、虚拟化 随着虚拟现实技术在车身造型中应用，使得造型设计中可采用计算机模拟色彩、纹理、质感、背景、阴影及运用三维视觉效果生成虚拟汽车车身造型并实施漫游。
乘用车车身结构轻量化设计技术研究与实践_兰凤崇
2010年(第32卷)第9期 汽 车 工 程 A u t o m o t i v e E n g i n e e r i n g 2010(V o l .32)N o .9 2010156 乘用车车身结构轻量化设计技术研究与实践 ＊ ＊科技部国际科技合作项目(2008D F B 50020)和广东省科技计划项目(2007B 010-400052)资助。原稿收到日期为2009年9月14日,修改稿收到日期为2009年11月26日。 兰凤崇1 ,庄良飘1 ,钟 阳1 ,陈吉清1 ,韦兴民 2 (1.华南理工大学机械与汽车工程学院,广东省汽车工程重点实验室,广州 510641; 2.吉利汽车研究院有限公司,台州 317000) [摘要] 提出了面向设计的车身结构轻量化设计流程,并将其应用于某S U V 的开发中。研究表明:运用灵敏度分析技术和基于梯度法的修正可行方向优化算法能更高效地实现车身结构轻量化;提高材料的屈服强度可弥补厚度减小后对碰撞安全性造成的负面影响。结构件轻量化和材料替换前后均作了刚强度和碰撞性能的对比,设计方案和研究结果都在应用中得到有效验证。 关键词:车身结构;优化设计;轻量化 S t u d y a n d P r a c t i c e o f C a r B o d y S t r u c t u r e L i g h t w e i g h t D e s i g n L a nF e n g c h o n g 1 ,Z h u a n g L i a n g p i a o 1 ,Z h o n g Y a n g 1 ,C h e nJ i q i n g 1 ＆We i X i n g m i n 2 1.S c h o o l o f A u t o m o t i v e E n g i n e e r i n g ,S o u t hC h i n a U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y ,G u a n g d o n g P r o v i n c i a l K e yL a b o r a t o r y o f A u t o m o t i v e E n g i n e e r i n g , G u a n g z h o u 510641; 2.G e e l y A u t o m o b i l e R e s e a r c hI n s t i t u t e C o .,L t d .,T a i z h o u 317000 [A b s t r a c t ] T h e d e s i g n -o r i e n t e d f l o wc h a r t f o r t h e l i g h t w e i g h t i n g d e s i g n o f c a r b o d y s t r u c t u r e i s p u t f o r w a r d a n d i s a p p l i e d t o t h e d e v e l o p m e n t o f a S U V .T h e s t u d i e s i n d i c a t e t h a t u s i n g s e n s i t i v i t y a n a l y s i s t e c h n i q u e c o m b i n e d w i t h g r a d i e n t -b a s e d m o d i f i e d f e a s i b l e d i r e c t i o n o p t i m i z a t i o n a l g o r i t h mc a n m o r e e f f i c i e n t l y r e a l i z e t h e w e i g h t r e d u c -t i o n o f c a r b o d y s t r u c t u r e ,a n di n c r e a s i n gm a t e r i a l y i e l ds t r e n g t hc a nc o m p e n s a t e t h e a d v e r s e e f f e c t o f s t r u c t u r a l m e m b e r t h i n n i n g o n c r a s h w o r t h i n e s s .D u r i n g t h e w h o l e p r o c e s s o f s t u d i e s ,a l l s t r e n g t h ,s t i f f n e s s a n d c r a s h w o r t h i n e s s b e f o r e a n d a f t e r s t r u c t u r a l p a r t l i g h t w e i g h t i n g a n d m a t e r i a l s u b s t i t u t i o n a r e c o m p a r e df o r v a l i d a t i o n ,a n d a l l d e s i g n s c h e m e s a n d r e s e a r c h r e s u l t s h a v e b e e n e f f e c t i v e l y v e r i f i e d i n p r a c t i c a l a p p l i c a t i o n . K e y w o r d s :c a r b o d y s t r u c t u r e ;o p t i m i z a t i o nd e s i g n ;l i g h t w e i g h t i n g 前言 目前,承载式车身已成为轿车车身的主导型式。由于需要承受汽车的主要载荷,所以必须具有足够的刚度和强度,而这往往是以增加车身质量为代价。为了提高车辆的动力性,减少能源消耗,降低生产与运行成本,进而减少排放,必须进行汽车轻量化核心技术的开发与应用。然而如何对各类车型的轻量化程度进行评估,行业内尚在商榷。目前国际上倾向于采用轻量化系数L 来评价乘用车的轻量化效果。轻量化系数L 的物理意义是白车身具有单位性能所需要的质量,具体定义为 L = M×10 3 A ·C T (1) 式中:M 为白车身质量,k g ;A 为由轴距、轮距决定的白车身投影面积,m 2 ;C T 为白车身静态扭转刚度,N ·m /(°)。 国外从20世纪80年代初就开始进行汽车轻量化研究,效果比较明显的是用轻型材料替换车身原有钢材,目前已制造出部分产品 [1] ,还有一些学者通 过有限元法对车身梁截面尺寸进行优化设计[2-4] 。 我国的汽车轻量化技术起步较晚,主要集中在高强度钢板的推广使用。目前有关车身结构轻量化的理论研究和实践已经取得了大量成果 [5-8] ,但大多集 中在对现有车型的轻量化改型设计,轻量化的潜力
汽车车身涂装的常用的材料
常用涂装材料 涂料的基本知识 涂料可分为两大类；有机涂料和无机涂料。有机涂料，广泛用于金属、木材、塑料等材料表面的保护和装饰；无机涂料主要用于在土建领域。汽车涂装用涂料为有机涂料。 一、涂料的组成与作用 1、涂料的组成 油料（桐油亚麻油等植物油类） 树脂（天然树脂、虫胶等） 涂料由五大类组成颜料（钛白、氧化锌、氧化铁红、黄黑等） 溶剂（稀释剂） 辅助、材料（添料、固化剂流平剂催干剂等）油料树脂是涂料组成中的基础，是主要成膜物质常称为固着剂或粘接剂。 能够把颜料等其它成膜物质粘接起来形成涂料起到保护表面和装饰的作用。涂料中没有这两大部分，就不能形成牢固的涂膜，而涂料的许多特性，主要取决于这两大性能，颜料使涂料有一定的着色能力，呈现一定的颜色，增加涂层厚度和遮盖力，起到调色装饰和标志作用是涂料中的次要成膜物质。 溶剂包括助溶剂、稀释剂两种，溶剂能溶解并稀释涂料中的成膜物质，改善涂层厚度性能。稀释剂的主要作用是用来调整涂料的粘度，以利于形成均匀光滑的涂层。
辅助材料在涂料中的作用是辅助成膜物质改善涂料的性能和成膜后的质量；增塑剂用来提高涂层的韧性（增加涂料与塑料的粘合力）。（中间起了一个两面胶相似的意思）。防潮剂用来防止因施工环境温度太大时引起涂层泛白等问题。 2、涂料的结构组分 按涂料的组成和结构类型不同，可将涂料区分为溶剂型涂料，光固化涂料等。涂料的组成不同就构成了不同的涂料品种，常用的有各种性质的清漆，色漆、腻子等。 ①清漆：涂料组分中没有加入颜料和体质颜料而呈清澈透明的胶质液体涂料。 ②色漆：涂料组分中加有颜料的不透明涂料。 3、涂料的作用 涂料是一种成膜物质，涂料是国民经济中一种不可缺少的重要材料 ①保护作用 涂料作用②装饰作用 ③特殊作用 ①保护作用：物体表面被涂后，涂料可使物面（车身表面金属层）与空气、水分、日光、以及有害气体和微生物等隔离，因而可以保护物面防止腐饰和老化，延长使用寿命。 ②装饰作用：不同的民族和不同地区的人们，对颜色有着不同的喜好，涂料中的颜料，能够赋予物体表面各种不同的色彩，从而使物体与环境的色彩协调。给人以不同的质量感觉。
中国汽车行业现状及未来发展趋势研究
中国汽车产业现状及未来发展趋势分析 摘要: 2009年，中国的汽车产销量均超过美国，一跃成为世界第一。这和美国 因次贷危机引发的金融危机导致美国的大型汽车企业通用（美国第一大汽车企业）和克莱斯勒（美国第三大汽车企业）的破产以及民众收入减少、消费水平降低有关。而中国市场由于宏观经济政策和宏观货币政策的协调，以及潜在内需的激发，虽然汽车出口量方面呈现了下滑，但是整体的产销量，都有较大的提高。中国市场由于其廉价的土地、劳动力以及强大的市场需求，成为世界各大知名汽车制造商争相登陆的“诺曼底”战场，在华的投资逐步扩大。而与此同时，国内的汽车制造企业也得到了快速的发展。通过海外并购、对外投资、自主创新，很多新兴的汽车制造商都实现了跨越式的发展，如奇瑞、比亚迪、吉利、长城等等。 从动力技术方面来看，日本的混合动力技术、欧洲的先进柴油机技术、美国的燃料电池技术；都得到世界公认。中国虽实现了小规模的海外并购（2009.6四川腾中重工收购悍马HAMMER ；2009.12，吉利收购沃尔沃VOLVO；2009.12，北汽控股收购萨博SAAB部分整车平台和技术），以较小的代价取得了比较核心的技术，但是从整体来看，国外把持的一线技术对我们仍是封锁的，我们得到只是别人的一小部分、次先进的技术，而现阶段我们的自主创新水平还不足以支撑我们企业与国外企业抗衡。以石油危机和全球气候变化为信号，全球的汽车产业即将进入下一轮竞争，动力电动化将是未来新能源汽车产业的重要技术制高点。而在这方面，我们和国外至少可以做到同时起步，应该加大投入开发，争取主动权。除了国家宏观政策方面的指引，企业本身要兼具这种长远的眼光，把新能源汽车的开发提升到未来竞争的战略高度，争取在下一轮竞争完全到来之前，赶超国外一线企业。 关键词;一，现状分析 <1>优势 <2>存在的问题 二，发展趋势 三，发展建议 过去十年我们见证的是中国汽车消费的巨大变化，整个十年的消费需求特征我们用一个价值观来概括就是进取。中国在过去十年取得了非常大的成就，整个社会属于动态向上不断改变的。反应在汽车消费上已不仅仅是一个精英消费，而慢慢变成生活的一部分。 在中国汽车产业达到千万辆的时候，我们不要为取得的成绩所骄傲，要看到存在的大量结构性问题。只有在有危机感的情况下，才会有扎扎实实的心态。中国汽车工业需要有危机意识，只有这样才会有更长久的发展。 而中国发展新能源汽车有以下的优势：
车身轻量化的思路及途径轻量化制造工艺(完)
车身轻量化的思路及途径轻量化制造工艺（完） 作者：北京现代汽车有限公司沧州分公司慕温周、杨人杰、罗艳路、张剑、吕顺、朱珍厚（韩） 车身轻量化的思路及途径——轻量化材料的应用（一） 车身轻量化的思路及途径——轻量化结构设计（二） 车身轻量化的思路及途径的第三个重要方法——轻量化制 造工艺 轻量化制造工艺在使用轻量化材料和优化结构设计后，往往需要革新制造工艺来满足材料和结构的变化，如目前已广泛应用的激光拼焊板、热冲压成形和液压成形等工艺。 1. 激光拼焊板激光拼焊板（TWB）可将不同材质、不同厚度、不同强度和不同表面镀层的板坯拼合起来然后整体进行压型。激光拼焊板工艺已在汽车领域应用成熟，用于制造车门内板、加强板、立柱、底板和轮罩等部件，大众第7 代Golf 车身的激光焊缝总长度甚至达到了70 m。激光拼焊板工艺通过减少制件数量、局部钢板减薄及去除点焊凸缘来实现轻量化目的。车门内板边缘因需加装铰链，需要在0.8 mm 的主板基础上应用2 mm 厚的裁剪板来加强，因无需加装额外的增强板故车门整体减重1.4 kg。 2. 热冲压成形工艺高强度钢板由于屈服强度和抗拉强度的提高，冲压成形性能下降，主要表现为成形缺陷多、所需成
形力大以及回弹严重制件尺寸精度难以保证。如当强度超过1 000 MPa 以上时，对于一些几何形状比较复杂的零件，使用常规的冷冲压工艺几乎无法成形，所以高强度钢的热冲压成形工艺应运而生。热冲压成形工艺首先将高强度钢板加热至奥氏体化状态，然后快速转移到模具中进行冲压成形，在保证一定压力的情况下，制件在模具本体中以大于27℃/s 的冷却速度进行淬火处理，保压淬火一段时间，以获得具有均匀马氏体组织的超高强钢零件。 3. 液压成形工艺液压成形工艺一般有预成形、成形以及校准三个过程，可用于板材和管材成形。板材液压成形技术尤其适用于有深冲要求的复杂工件及较少凹槽的大型工件，如车身的结构件和外覆盖件。在车门外板的液压成形过程中，由于预成形使材料产生了期望的预应力，可以使车门等外板件在保持耐冲击性不变的情况下减少壁厚，从而达到轻量化效果。 管材液压成形是指管坯在内外部液体压力作用下贴合内部 的芯棒成形，该工艺可提高管件的内、外表面精度，也可用于两个部件的连接。管材液压成形的主要车身制件有发动机歧管、车顶支架、侧门横梁、散热器支架和传动轴零件等。 4. 铝合金压铸新工艺铝合金的加工方法有铸造、压铸、辊压、挤压和冲压等。随着铝合金在车身上的应用日益广泛，工程师们开发了一系列铝合金压铸新工艺，如冲压压铸法、针孔
汽车轻量化研究的展望
汽车轻量化研究的展望 摘要：汽车轻量化发展30多年以来，无论是汽车设计手段还是新型材料的开发都有很大的发展。我国作为汽车生产大国也必然要走汽车轻量化道路。 关键词：轻量化；汽车；国产 1 概述 所谓汽车轻量化，指的是：“采用现代设计方法和有效手段对汽车产品进行优化设计，或使用新材料在确保汽车综合性能指标的前提下，尽可能的降低汽车自身重量，以达到减重、降耗、环保、安全的综合指标”[1]。汽车轻量化最早可以追溯到1985年，在汉诺威汽车交易会上，奥迪公司用一幅画像人们阐述了汽车轻量化这一概念。画中两位少女在不借助任何外力的帮助下轻松的举起了奥迪100 的整个铝制车身。在那个年代，公众对汽车性能的要求（如油耗、排放、安全等）与今日相比大有不同，加之汽车工业生产技术水平有限，汽车的轻量化并没有太大的意义。但是，奥迪公司却用了这样一幅生动的画揭示出----轻量化必将成为下一个汽车生产时代的重要目标。 2 汽车轻量化的重要意义 自2002年伊拉克战争以后，国际石油价格一直在快速上涨，而国内燃油价格也在持续攀升，民众对汽车省油的要求越来越高。据美国《油气杂志》报道，世界石油探明储量为1.26万亿桶（2004年数据），同年全球日消耗石油平均量8400万桶，照此推算，本世纪中期将出现第三次石油危机。车用燃油是全球石油消耗的重要部分，全球汽车石油消耗量约每年90亿桶，占世界石油总产量的40%。为了应对可能的石油危机，在不降低汽车性能的前提下，降低汽车油耗具有重大意义。有关数据指出，“汽车整车质量降低10%，可提高燃油效率6%-8%；滚动阻力减少10%，可提高燃油效率3%；车辆机构传动效率提高10%，可提高燃油效率7%”[3]。因此，汽车轻量化对于整车质量降低，以至于提高燃油效率有十分重要的意义。在新能源发展状况还不明朗的形势下，轻量化一成为全世界汽车企业应对低油耗的最佳手段。此外，轻量化对于提高汽车的操控性、安全性、舒适性也有较大影响，比如，车辆底盘质量降低后会减轻车辆行驶时的颠簸，整个车身会更加稳定，又如，轻量化材料可以吸收碰撞是产生的能量，从而提高车辆的碰撞安全性。在这个汽车技术突飞猛进的时代，汽车轻量化已经成为汽车产业的一项重要研究课题。 3 国内外发展状况 自“轻量化”这一概念被提出后，经过将近三十年的发展，一些工业发达国家在汽车轻量化材料的开发和应用上已经取得了突破性的发展，形成了从材料开发，到产品设计制造，再到材料回收再利用的一套完整的产业化技术。在过去二十几年里，国外汽车重量下降了20%-26%，在未来十年内，轿车自身重量还会下降20%[4]。“目前全球中型汽车平均质量约为1200kg-1400kg，汽车制造发达国家已确定目标在2015年将中型轿车整车质量将到1000kg以下”[4]。使用新型材料是目前汽车轻量化进程的最有效手段，新型轻量化材料，如铝合金、镁合金、工程塑料、高强度钢等，早已被国外先进汽车制造商大量应用在汽车的制造上。而我国
未来汽车发展趋势分析
市场基 2保有009年中国汽车产销量超过1360万辆，即使按每年增长10%的保守估计，中国汽车产销量在2013年也要超过2000万辆，一个国家的市场总规模与人口有密切关系，比如，中国有7亿部手机，钢铁产量为世界的48%，有近4亿网民，这些都是别的国家无法超越的。汽车产销量2010年将达到1500万辆，相应的汽车后市场也将呈现巨大的社会需求。 1、汽车市场发展潜力 (1)、截至2009年底，全国机动车汽车量情况(1.86亿辆)： 公安部交通管理局最新统计数据显示，截至2009年底，全国机动车保有量为186580658辆，与2008年相比，增加16692914辆，增长9.83%，增幅上升3.5 个百分点。其中，汽车保有量为76193055辆，摩托车保有量为94530658辆，分别占全国机动车总量的40.84%、50.66%，是机动车的主要构成部分。 (2)、全国机动车驾驶员1.88亿人 其中汽车驾驶员：1.3亿人, 2009年，全国机动车驾驶人数量达到199765889人，与2008年相比，增加19105153人，增长10.58%，增幅上升0.25个百分点。其中，汽车驾驶人为138203911人，占驾驶人数的69.18%，是汽车保有量的1.81倍；与2008年相比，增加16111779人，增长为13.20%。 (3)、09年国内汽车产销量已经达到1360万辆的水平，意味着今后几年也将维 持这一水平，或继续增长，它将带来迅速扩大的汽车后服务市场。 2、汽车售后服务高新技术化 目前，属于汽车工业本身制造的价值，在整个汽车成本中所占比例在减小，而高新技术产品所占比例越来越高，像奥迪A6这样的产品其电子产品部分的成本，已经占整车生产成本的三分之一。高新技术的材料、零部件广泛应用于汽车，在此基础上，消费者追求时尚化、个性化越来越明显，加装和改装日益普及，包括高保真数字音响、无线通讯、网络电脑、GPS导航、DVD及电视等娱乐系统。 3、从修理为主向维护为主转变 目前，美国的汽车养护业，已经占到美国汽车保修行业的80%，年均收入超过数百亿美元。制造商、经销商、消费者车坏了才去修理的观念已经转变为，保正常使用，保性能优良状态，售后服务的重点转向了维护保养。 4、售后服务的远程化和网络化 随着互联网技术和无线电通讯技术的发展，国外汽车厂家开始提供远程诊断服务。
汽车车身钢板的规格及选用
汽车车身钢板的规格及选用 汽车车身外壳绝大部分是金属材料，主要用钢板。现代汽车的钢板用什么方式防锈？为什么有些轿车声称车身防锈蚀年限达10年以上？ 镀锌薄钢板广泛应用在汽车上，这是因为它有良好的抗腐蚀能力。早年人们在试验中发现，将铁和锌放人盐水中，二者无任何导线联结时，铁和锌都会生锈，铁生红锈，锌生“白锈”；若在二者间用导线联结起来，则铁不会生锈而锌生“白锈”，这样锌就保护了铁，这种现象叫牺牲阳极保护。工程师正是将这种现象运用到实际生产中，生产了镀锌钢板。经研究，在镀锌量350克／平方米（单面）时，镀锌钢板在屋外的寿命（生红锈），田园地带约为15一18年，工业地带大约3一5年，这比普通钢板长几倍甚至十几倍。 从20世纪70年代开始轿车车身钢板采用镀锌薄钢板，装配时镀锌面置于汽车内侧，提高车身耐蚀性能，非镀锌面置于汽车外侧，喷涂油漆。随着汽车对耐腐蚀性能的要求不断提高，镀锌钢板不断增加镀锌层重量，还出现了双层镀锌钢板。但由于增加镀锌重量也会使电镀锌的电能消耗大幅增加，导致材料成本的上升，因此20世纪70年代末又出现一种采用热浸镀锌工艺生产的镀锌钢板，称为热镀锌钢板。这种镀锌钢板用连续热镀锌工艺：冷轧板（注*）→加热→冷却至镀锌温度→镀锌→冷却→矫直。为了满足汽车对镀锌钢板的各种要求，一些生产厂家在镀锌生产线上对镀锌钢板进行扩散退火等特殊处理，以使钢板表面形成一种“锌－铁”合金镀层，其特点是涂漆后的焊接性和耐腐蚀性比纯锌镀层板要好。以后还出现了诸如“锌－铝－硅”、“锌－铝－铼”等合金化热镀锌钢板，使得热镀锌钢板的耐腐蚀性成倍提高，与油漆间的结合性能长期稳定。 目前轿车已经广泛使用镀锌钢板，采用的镀锌钢板厚度从0.5至3.0毫米，其中车身复盖件多用0.6至0.8毫米的镀锌钢板。德国奥迪轿车的车身部件绝大部分采用镀锌钢板（部分用铝合金板），美国别克轿车采用的钢板80%以上是双面热镀锌钢板，上海帕萨特车身的外复盖件采用电镀锌工艺，内复盖件内部采用热镀锌工艺，可以使车身防锈蚀保质期长达11年。 材料是影响汽车质量的重要因素。在现代汽车中，车身材料占全车材料的很大部分。为了提高汽车行驶的经济性，减轻汽车重量是世界各大车厂的目标，近年来汽车上越来越多使用了铝或塑料等非钢铁材料做车身部件，例如奥迪A2全铝制车身，日产SUV“奇骏”用塑料做前翼子板，更多的乘用车保险杠用塑料制成。在日益广泛使用非钢铁材料做车身部件的形势下，高度依赖汽车制造业的钢铁企业将面临直接的威胁。因此，研制和发展轻质、高强度的汽车钢板成为多年来钢铁企业的一个热点。 目前汽车生产中，使用得最多的是普通低碳钢板。低碳钢板具有很好的塑性加工性能，强度和刚度也能满足汽车车身的要求，同时能满足车身拼焊的要求，因此在汽车车身上应用很广。为了满足汽车制造业追求轻量化的要求，钢铁企业推出高强度汽车钢材系列钢板。这种高强度钢板是在低碳钢板的基础上采用强化方法得到的，抗拉强度得到大幅增强。利用高强度特性，可以在厚度减薄的情况下依然保持汽车车身的机械性能要求，从而减轻了汽车重量。例如BH钢板是在低强度的条件下，经过冲压成形之后，进行烤漆加工热处理，以提高其抗拉强度。对比之下，以往生产的强度在440MPa的钢板，在采用这种加工技术以后强度可增加到500MPa。原来用厚度1毫米钢板做侧面板，用高强度钢板只需厚度0.8毫米。采用高强度钢板还可以有效地提高汽车车身的抗冲击性能，防止在行驶中由于路面的砂石飞溅碰撞产生凹痕，延长了汽车的使用寿命。