汽车车身轻量化并非是简单地将汽车重量减轻,而是在保证车身的强度和安全性能的前提下,儘可能地降低汽车车身质量,同时要保证汽车车身的製造成本在合理範围内。
基本介绍
- 中文名:车身轻量化
- 目的:在保证车身强度前提下减轻重量
分类
使用轻量化结构
即以车身零件的强度和刚度要求为约束,藉助 CAE 最佳化设计方法对零件的结构进行最佳化设计,通过车身零部件的薄壁化、中空化、小型化或集成化,以减小车身骨架和车身覆盖件的质量或数量,从而达到车身减重目的。
使用轻量化材料
通过大量使用轻质、高强材料实现车身大幅减重已经成为车身轻量化最为主要的手段。这些材料主要可以分为两类:一类是高强钢材料,包括普通高强钢、先进高强钢(Advanced high strength steel,AHSS)以及超高强钢(Ultra high strength steel,UHSS)。另一类是低密度材料,包括铝合金、镁合金、塑胶、複合材料等。
使用轻量化结构材料
採用特种加工工艺製成的具有轻量化结构特徵的车身用毛坯材料,包括雷射拼焊板(Tailor welded blank,TWB)和连续变截面轧制板(Tailor rolling blank,TRB)。TWB 即採用雷射焊接技术把不同厚度、不同表面镀层甚至不同原材料的金属薄板焊接在一起,形成冲压用坯料。
发展趋势
高强钢板替代普通钢板。採用高强度钢板代替普通钢板,能使构件厚度减薄,又能保证其使用性能,从而减轻汽车的质量,而且钢铁材料价格便宜、工艺成熟,因此迄今仍然是汽车车身使用最多的材料。
轻金属材料替代钢板。铝合金因其密度低、比强度高,在显着减重的同时仍然能够大幅提高车身零部件的刚性。
複合材料替代钢板。複合材料因为密度低(铝合金的 1/3 左右)、比强度极高、耐撞击、抗断裂韧度好、减振隔音性能好、可设计性好、耐腐蚀等一系列优点,已经得到汽车工业的重视。
多材料混合车身结构。单纯採用高强钢板虽然具有较大的成本优势,但在现阶段条件下採用高强钢进行车身轻量化的空间已经十分有限。