于琦
(中國人民解放軍陸軍軍事交通學院 300161)
汽車輕量化是實施節(jié)能減排最關鍵的措施,對汽車工業(yè)當中的可持續(xù)發(fā)展起到的作用有著非常關鍵的意義[1]。當前,汽車輕量化材料在汽車制造當中的使用非常廣泛,對于輕量化技術的實現(xiàn)主要依靠輕量化材料的應用和當前最先進的技術,不但能夠減少排放,還可將成本降低,對車身的耐久性以及安全性進行提升[2]。
對于高強度鋼板的應用,其優(yōu)勢為將鋼板減薄、減少車身的質量,并且不會減少安全性。不管是成本還是性能,對于高強度鋼板的使用,都可極大的滿足車身的輕量化要求,是將碰撞安全性進行提升的重要材料。
鋁合金為一種輕質金屬,是實現(xiàn)輕量化的理想材料,使用量和樣式也在逐步增加,未來很有可能將鋼板替代成為汽車車身使用的重要材料。
對于該項材料的應用,當前主要是應用在汽車的后尾門,如雷諾汽車的后尾門。與鋼材料制作而成的后尾門相比,其質量減輕了10%,對于感知度的提升有明顯的效果,其注塑以及工藝的組裝非常簡單,成本也有所減少。
復合材料為2種或者多種材料構成的,其綜合性能比原組成更有優(yōu)勢,能夠滿足汽車制作的很多需求[1]。其中,碳纖維符合材料因為質量比較輕,強度比較高,耐熱性非常強等特征,是絕佳的輕量化材料。
熱壓成形技術為專門應用在高強度鋼壓板沖壓件成形的一種新型技術,利用這種方式獲得的沖壓強度可實現(xiàn)1 500 MPa以上,借助該項優(yōu)勢在國外的應用已經(jīng)非常普及,發(fā)展非常迅速。熱成型件可將自身的安全性以及舒適性提升,將車身的質量減輕并能夠對回彈進行控制,有益于將零件尺寸的精度提升[2]。當前,對于該材料的使用廣泛應用在了A、B柱、前縱梁以及鉸鏈加強板等重要的零部件。
為了有效實現(xiàn)車身的剛度、強度以及疲勞強度分析等,要與參數(shù)反演技術、多目標優(yōu)化以及不確定性優(yōu)化技術進行結合現(xiàn)代技術,要對車身基本特征參數(shù)進行匹配和關鍵技術的優(yōu)化,為優(yōu)化結構設計提供了強有力的支持。車輛輕量化結構的相關設計,涵蓋了很多強量化材料和零部件的分塊優(yōu)化以及結構設計,有些車型在結構上應用了輥壓成型等相關的技術工藝,可有效將零部件的數(shù)量減少,使工序更少、成本更低,在保障車身質量沒有任何改變的情況下,實現(xiàn)輕量化的目標。
在當前的汽車工業(yè)當中,CAD/CAE/CAM的使用對于一體化技術有著非常重要的意義,包括了在設計汽車和制造汽車的每項步驟,對于這些技術的使用可以有效實現(xiàn)輕量化汽車的制造和設計。
此外,一體化技術的應用可以精準的對車身實體結構以及布局進行設計,對每個構件的開頭配置,板材厚度的變化有了非常詳細的分析,并在數(shù)據(jù)庫中將系統(tǒng)直接生成的數(shù)據(jù)提取出來,以便對工程的剛度以及強度進行分析。針對輕質材料零部件的應用,可以進行強化分析以及運動干涉的詳細分析,從而使材料的應用能夠更加符合設計的各項要求。利用對車身、底盤、動力傳動系統(tǒng)等相關零部件加工技術的整體研發(fā),促進了汽車制造節(jié)能環(huán)保工作的實現(xiàn)。
總之,汽車輕量化技術的發(fā)展以及對新材料的應用,使汽車制造業(yè)在成形加工技術以及連接技術上的突破和創(chuàng)新。在輕量化技術全面發(fā)展的同時,材料的應用、工藝以及設計等層面也有了全面的成熟和進步。針對當前的產品、工藝以及材料的設計混合結構,簡單來說便是同一個總成零件可以有不同的材料組成,實現(xiàn)了材料和零件功能的有效組合,可以成為未來汽車設計的重要方向。
[1]孫冠男.汽車輕量化技術[J].汽車工程師,2017(07):14-15.
[2]武萬斌,年雪山.汽車輕量化技術發(fā)展趨勢[J].汽車工程師,2017(01):15-17.