王剛+++劉孝峰

摘 要：汽車的車身是車的外表，消費(fèi)者根據(jù)車身的外觀進(jìn)行選擇。一般情況下，對汽車的設(shè)計(jì)主要表現(xiàn)在汽車車身方面，因此對汽車車身的研究就相對多點(diǎn)。汽車車身在汽車上占有重要比例，僅車身質(zhì)量就約占汽車總質(zhì)量的五分之二。為了滿足消費(fèi)者的需求，在對汽車車身進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)從輕量化入手。文章通過對汽車車身優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，并達(dá)到車身輕量化的目的。

關(guān)鍵詞：輕量化；汽車車身；設(shè)計(jì)

隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，汽車行業(yè)在我國市場上出現(xiàn)了蒸蒸日上的趨勢。為了促進(jìn)汽車行業(yè)更好的發(fā)展，應(yīng)當(dāng)對汽車車身的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行不斷優(yōu)化。通過優(yōu)化設(shè)計(jì)從而達(dá)到提升汽車車身性能的目的，而汽車車身的性能主要由兩個方面決定的，分別是整個車身結(jié)構(gòu)的靜態(tài)和動態(tài)特性，因此提升汽車車身的性能的實(shí)質(zhì)就是對其靜態(tài)和動態(tài)的特性進(jìn)行分析并作出相應(yīng)的輕量化設(shè)計(jì)方案。

1 汽車車身輕量化發(fā)展現(xiàn)狀

世界上第一輛汽車誕生于1886年，到目前為止已經(jīng)經(jīng)歷了一百多年的發(fā)展，汽車在現(xiàn)代社會中扮演著重要角色，成為人們生活中必不可缺的工具。隨著人們的生活水平不斷提高，對汽車的要求也愈來愈高，在滿足人們最基本的需求上逐漸增加汽車的安全性、舒適度、輕量化、信息化等方面的要求。而這些要求中，汽車車身的輕量化是最為重要的，從而達(dá)到環(huán)保的目的。在影響汽車耗油量的因素當(dāng)中，汽車輕量化在該方面就顯得尤為突出，能夠大大降低燃油的消耗量。另外，汽車車身的輕量化讓駕駛者更便于操控汽車，并增加了操縱的穩(wěn)定性，當(dāng)發(fā)生碰撞的時(shí)候，汽車車身輕量化也保證了其安全性。

現(xiàn)代汽車對車身進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的時(shí)候應(yīng)當(dāng)著重考慮其輕量化。目前以輕量化為目標(biāo)的汽車車身優(yōu)化設(shè)計(jì)一般采用的是現(xiàn)代設(shè)計(jì)方案，或者是在保證汽車性能的條件下，對汽車大量使用輕質(zhì)新型材料。這樣設(shè)計(jì)出來的汽車就能達(dá)到輕量化的目的，同時(shí)降低了能源消耗，提高安全性及環(huán)保性等。

2 在汽車車身實(shí)現(xiàn)輕量化的過程中存在的問題

在對汽車車身進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的時(shí)候應(yīng)當(dāng)遵循一定的原則，保證汽車具有節(jié)能減排、低碳環(huán)保的功效，盡可能讓汽車車身達(dá)到最大的輕量化。然而我國在以輕量化為目標(biāo)的汽車車身優(yōu)化設(shè)計(jì)過程中仍存在著一些技術(shù)方面的問題。其主要問題有以下幾個方面：第一，車身是一個比較復(fù)雜的部位，其內(nèi)部有著各種各樣的材料，隨著汽車使用年限增加，車身內(nèi)部的這些材料就會出現(xiàn)疲勞失效的情況，這直接影響汽車的靜態(tài)及動態(tài)特性，從而導(dǎo)致汽車的性能降低。國內(nèi)對零件疲勞失效的準(zhǔn)則并沒有進(jìn)行明確統(tǒng)一；第二，國內(nèi)在輕量化材料方面取得了飛躍性的進(jìn)展，盡管汽車車身輕量化的理念已經(jīng)提出有一段時(shí)間，但是輕量化材料在汽車車身上的使用情況仍處于試制階段，其主要原因是輕量化材料有優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，但是國內(nèi)沒有相關(guān)的規(guī)范對其進(jìn)行評估；第三，國內(nèi)在汽車車身輕量化方面并沒有完整的理論體系，這就導(dǎo)致了汽車車身輕量化在國內(nèi)實(shí)現(xiàn)的困難增加，我國應(yīng)建立相關(guān)理論體系，并對通過研究進(jìn)行不斷完善，理論體系不應(yīng)只考慮汽車的工藝、性能等目標(biāo)，還應(yīng)使汽車的安全性、舒適度等進(jìn)行提升；第四，在目前汽車市場上，汽車車身大多都是低碳鋼或高強(qiáng)度鋼，使用輕量化材料的汽車相對較少，這就導(dǎo)致在汽車車身輕量化優(yōu)化設(shè)計(jì)的方案有很多缺漏。第五，在汽車設(shè)計(jì)方面，大多數(shù)汽車仍采用的是傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，并沒有引進(jìn)先進(jìn)的汽車設(shè)計(jì)理念，這就導(dǎo)致新型輕量化材料沒有在汽車車身上應(yīng)用的情況。

隨著環(huán)境問題的日益嚴(yán)峻，這將導(dǎo)致汽車行業(yè)發(fā)展的速度緩慢，因此節(jié)能環(huán)保理念在未來汽車行業(yè)方面越來越重要。因此應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)汽車車身的輕量化設(shè)計(jì)，在汽車質(zhì)量減輕的同時(shí)，提升汽車的安全性及環(huán)保性。

3 汽車車身輕量化方法

3.1 汽車零部件輕量化的方法

為了達(dá)到汽車車身輕量化的目的，應(yīng)當(dāng)從其根本著手，實(shí)現(xiàn)汽車零部件的輕量化將對汽車車身的輕量化有著非常大的幫助。實(shí)現(xiàn)汽車零部件輕量化的方法大致可以分為四個方面。第一，汽車產(chǎn)業(yè)應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對汽車零部件設(shè)計(jì)的創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)汽車輕量化與安全性的結(jié)合。并增加駕駛的舒適度，使新型汽車車身與傳統(tǒng)相比，更耐腐蝕，使用年限增加，在對汽車零部件設(shè)計(jì)創(chuàng)新的時(shí)候，也應(yīng)當(dāng)注意下生產(chǎn)時(shí)的成本問題，從而達(dá)到提高汽車零部件的設(shè)計(jì)水平的目標(biāo)；第二，在對汽車零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)依據(jù)相關(guān)的準(zhǔn)則，并對相關(guān)汽車零部件進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，在保持原本零部件性能不降低的情況下，盡可能將輕量化材料應(yīng)用到汽車車身上，有的零部件相對較厚，這時(shí)候可以采用高強(qiáng)度的輕量化材料將其替代，從而在汽車零部件的材料方面達(dá)到汽車車身輕量化的目的；第三，在對汽車車身設(shè)計(jì)的時(shí)候，可以引進(jìn)先進(jìn)的制造工藝，從而最大程度上實(shí)現(xiàn)汽車車身輕量化。

3.2 基于設(shè)計(jì)的汽車輕量化方法

3.2.1 車身結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

通過一些相關(guān)資料來看，國外汽車行業(yè)的技術(shù)人員實(shí)現(xiàn)汽車車身輕量化主要是從開發(fā)技術(shù)方案及輕量化汽車結(jié)構(gòu)形狀入手。國外技術(shù)人員結(jié)合設(shè)計(jì)概念與理論，對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行創(chuàng)新；在對汽車結(jié)構(gòu)形狀進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，有限考慮汽車內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)，對其進(jìn)行合理優(yōu)化，使汽車內(nèi)部的布局達(dá)到最佳狀態(tài)，這樣就能最大程度上減少汽車車身上的零部件，從而達(dá)到汽車車身輕量化的目的。

3.2.2 汽車實(shí)體結(jié)構(gòu)布局設(shè)計(jì)

對汽車實(shí)體結(jié)構(gòu)布局進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)也能達(dá)到汽車車身有量化的目的。在進(jìn)行汽車車身輕量化優(yōu)化設(shè)計(jì)前，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)先使用CAD軟件對汽車的結(jié)構(gòu)布局進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過在計(jì)算機(jī)上采用該方法來模擬實(shí)體汽車，從而達(dá)到對整個車輛分析的目的，在對汽車進(jìn)行分析的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)將其零部件的安置情況以及材料種類進(jìn)行選取，確保設(shè)計(jì)出來的成果達(dá)到輕量化的目標(biāo)。除此以外，在以上環(huán)節(jié)結(jié)束后，還應(yīng)使用CAE技術(shù)對車身的情況進(jìn)行分析，確保輕量化材料在汽車上能夠達(dá)到各項(xiàng)指標(biāo)。通過以上步驟來保證輕量化材料不會降低汽車性能的基礎(chǔ)上替代原零部件，并在汽車上能夠正常使用。

4 結(jié)束語

隨著社會的不斷發(fā)展，汽車在人們的生活中所占的地位也越來越重要，而汽車車身輕量化是未來汽車的發(fā)展趨勢，因此汽車企業(yè)應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)汽車車輛輕量化的優(yōu)化設(shè)計(jì)。文章通過對汽車車身輕量化發(fā)展的現(xiàn)狀進(jìn)行了解，然后提出在這個發(fā)展過程中仍存在的一些問題，并對汽車車身輕量化優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行分析。

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