汽車輕量化的發(fā)展現狀及未來(編輯修改稿)
2025-03-27 21:05 本頁面
【文章內容簡介】 靠經驗設計逐漸發(fā)展到應用有限元等現代設計方法進行靜強度計算和分析階段。目前出現了一批擁有自主知識產權的汽車車身模具開發(fā)技術， 如湖南大學與上汽通用五菱在薄板沖壓工藝與模具設計理論方面開展了較深入的研究； 北京航空航天大學開發(fā)了 CAD系統(tǒng) CAXA。 并已經開展了客車輕量化技術的研究，利用有限元法和優(yōu)化設計方法進行結構分析和結構優(yōu)化設計。以減少車身骨架、發(fā)動機和車身蒙皮的重量等。 目前，我國汽車輕量化技術無論在理論研究方面還是在實際應用方面與國外均有較大差距。 沒有明確定位、合理分工?；A研究和技術開發(fā)研究的有機銜接不夠。企業(yè)規(guī)模小而分散。輕量化技術開發(fā)能力薄弱，研發(fā)人才短缺，工藝水平落后 等問題都是我們不足的地方，需要我們一一去解決。 15 ? 汽車輕量化的主要途徑 ◆ 新材料在汽車上的應用 ◆ CAD/CAE在汽車結構設計上的應用 ◆ 結構小型化 ◆ 承載式車身在汽車上的應用 ◆ 先進特種成形工藝的應用 16 ? 輕金屬 在汽車上的應用 鋁 、 鎂 、 鈦 合金材料是所有現用金屬材料中密度較低的輕金屬材料 (鎂合金約 , 鋁合金約 ，鈦合金約 。而鋼的密度約 ），因而成為汽車減輕自重，提高節(jié)能性和環(huán)保性的首選材料。 17 ? （ 1）苛刻的安全法規(guī)要求用提高汽車主動安全性和被動安全性的眼光來完善汽車的安全設計 ； （ 2）選用輕金屬材料是節(jié)油和降低排放的重要方法； （ 3）選用輕金屬材料是提高汽車動力性、舒適性和提高競爭力的方向 選用輕金屬材料的重要意義 世界幾種典型轎車用材比例 % 因此，輕金屬替代鋼鐵材料是汽車發(fā)展的重要方向。世界各大汽車公司都爭相開發(fā)輕金屬材料。 18 ? 鋁及鋁合金的特點 比強度高 彈性好 導熱性好 易加工 回收率高 耐蝕性好 耐磨 密度小 ρ=鋁及鋁合金 19 ? 德國奧迪 A8型高級轎車的整個車身均采用鋁材制造，框架采用立體框架式結構，覆蓋件為鋁板沖壓而成。這種鋁車身與鋼車身相比，質量減輕 3050%，油耗減低 58%。 奧迪 2023款（全鋁車身框架） 20 ? 德國大眾先進的 W12發(fā)動機采用的基本上都是鋁鎂合金，奧迪 A8L quattro轎車上因采用 W12發(fā)動機，整車重量隨之被降低到1980kg，低于所有其他車型。而 W12引擎 450馬力、 560Nm的強勁動力，使其單位馬力需加速的重量僅為 ，堪與高性能跑車相媲美。 大眾最先進的 W12發(fā)動機 21 ? 北極星系列引擎是通用旗下除了 LS引擎系列外最頂級的發(fā)動機，它是美國首款頂置凸輪軸的 V8鋁合金的引擎。它的汽缸套由全鋁合金壓鑄而成。目前廣泛應用于凱迪拉克上的 320馬力，最大扭矩 427Nm。而應用于高性能 V系列的機械增壓款更可高達476馬力 /606Nm。 北極星 V8發(fā)動機 22 ? 鎂及鎂合金的特點 易加工 資源豐富 開采技術成熟 回收率高、 回收無污染 比強度、 比剛度高 阻尼減震 性能高 鎂及其合金 23 ? 鎂合金減速器外殼采用壓鑄的方法制造，具有重量輕，噪音低的優(yōu)點。 鎂合金減速器外殼 24 ? 輪轂 剎車踏板支架 25 ? 鈦合金 鋁和不銹鋼在近 200℃ 會失去原有的力學性能，而鈦合金在 500℃左右仍能保持良好的力學性能； 在車用輕
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