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白車身CAE設計

選擇和應用先進的新材料來實現(xiàn)車輛的輕量化已經(jīng)成為汽車設計的一個重要部分。對許多關(guān)于輕型車身組件和白車身結(jié)構(gòu)的調(diào)查研究表明，在實現(xiàn)車輛輕量化的同時，提高車輛性能還有很大潛力。在保證汽車外形、安全和性能不受影響的情況下，實現(xiàn)車輛質(zhì)量的減輕會對車身裝配車間和涂裝車間產(chǎn)生重大的改變。為了避免多種材料的使用和電化學腐蝕問題，在輕型汽車白車身設計時通常只選擇一種材料，即全鋼或全鋁車身設計。盡管采用黑色或有色金屬設計的車身結(jié)構(gòu)有許多優(yōu)勢，但這些輕量化白車身結(jié)構(gòu)在汽車工業(yè)中并未得到廣泛應用。采用純鋼材設計的白車身在減輕車輛總質(zhì)量方面是有限的，而采用全鋁車身設計必須解決材料成本問題和滿足車身的剛度要求。

鋼質(zhì)材料和鋁質(zhì)材料在多材料輕型車身結(jié)構(gòu)設計中的成功應用，使得這種采用多種材料設計以實現(xiàn)車身結(jié)構(gòu)輕量化的方法成為可能。在高強度輕質(zhì)材料、制造加工工藝和CAE設計技術(shù)等方面的持續(xù)改進，給汽車工業(yè)帶來了很大的機遇。如先進的高真空鋁鑄件技術(shù)得到了很大的發(fā)展，其已經(jīng)被汽車制造商用于新產(chǎn)品的設計當中。

由麥格納國際和福特汽車公司負責研發(fā)的多材料輕型車輛是美國能源部的項目。該項目展示了車輛在保證乘員安全和性能的同時，在減輕質(zhì)量方面具有很大潛力。通過對所制造樣車的試驗測試，樣車總質(zhì)量減輕了364kg（即減輕23.5％）。利用1.0L 3缸發(fā)動機驅(qū)動，進而可達到環(huán)保和節(jié)省燃油的目的。該樣車在結(jié)構(gòu)上應用了鋁鑄件、鋁型材和鋼管等，這些結(jié)構(gòu)件是通過各種粘接劑和焊接技術(shù)組裝而成的。

Jeff Conklin et al. SAE 2015-01-0408.

編譯：黃潭