汽车轻量化材料工艺成本技术路线汇总

2024-05-20 21:09:13 来源：互联网分类：五金知识

车身轻量化的目的是在保证车身结构的碰撞、刚度、强度和NVH性能的同时，在不增加车身制造成本的情况下，提高整车产品的市场竞争力。

轻量化材料

轻量化材料的车身使用的不断扩展的高强度、轻量化材料主要有高强度钢和超高强度钢、铝合金、镁合金工程塑料、合规材料等。

高强度钢

高强度钢主要应用于前碰撞梁、A、B、C柱加强板、门槛梁、门碰撞梁、屋顶大梁等主要部分，并因公费逐渐扩大。

铝合金

铝合金从发动机罩逐渐延伸到机翼、行李箱盖及车门，部分豪华车已经实现了全部铝车身。

镁合金

镁合金从方向盘骨架、座椅骨架发展为支撑、传动系壳体零件。

纤维增强复合材料

纤维增强复合材料开始应用于以前的模块、后门、进气歧管等零部件。碳纤维复合材料已从跑车、豪华车扩展到中级车和电动车。例如，某轿车上有四扇门和两个盖子的车身结构。

结构优化设计

在结构优化设计方面，在车型开发前期，对车身结构制定更合理的设计计划更为重要。目前，多轻量化材料本体结构的轻量化设计正在构建参数化设计平台(如图)，向拓扑优化、尺寸优化、形状优化、多目标优化和结构-材料-性能集成优化设计方向发展。

一、轻量化材料的应用

1、高强度钢

高强度钢主要应用于车内外板和车结构部件，高强度钢可以有效提高车身的被动安全性。高级刚性应用于汽车超硬车身、高级概念车，在减肥、节能、提高安全性、减排方面前景良好。虽然在成型中面临回弹等问题，但高强度钢与其他替代材料相比，是性价比高、有吸引力的材料。

2、铝合金

铝合金的应用始于20世纪90年代，代表了奥迪汽车推出的全铝空间框架车身。

变形铝合金在车身零部件级结构的应用方面发展迅速，包括应用越来越广泛的铝行李箱盖、发动机罩、车门、保险杠梁等。随着凝固铝合金、粉末冶金铝合金、超塑铝合金、铝基复合材料、泡沫铝等新材料的开发和应用，今后铝合金在汽车上的应用范围将进一步扩大，铸件、型钢

3、镁合金。

目前镁合金在车身上主要集中在方向盘骨架上。仪表板骨架、座椅骨架等零件在白车身结构件上还没有量产应用。目前只在克莱斯勒的某车型上尝试过。由于镁合金的内部可食性和成型方面的限制，目前还没有广泛应用。

4、复合材料

汽车工业复合材料技术首先应用在保险杠上，然后生产可变截面弹簧钢板代替钢板，接着生产4扇门和2个盖子。

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