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如何在车身轻量化的同时保证车身的强度?

发布日期:2017-08-27 00:00 来源:http://www.cedar-composites.com 点击:

这个是本专业的问题,每天的工作内容啊。

先说工程上完成的办法:一条路是使资料使用的更有功率;另一条路是选用更轻或更强的资料。

车身作为轿车的首要承载件,需求确保满足的刚度、强度和疲惫耐久功用然后使整车具有良好的安全、振荡噪声和耐久功用。许多人会混杂刚度、强度和疲惫耐久,其实这三个词不是一回事。刚度指的是资料抵抗外力变形的才能,通常在车身开发中特指资料在屈从前的弹性特性,良好的刚度是整车NVH功用、车辆动力学功用和疲惫耐久功用的根底,常见的评判指标有车身扭转刚度等。强度是指零件受到冲击载荷发生屈从后仍能坚持功用的才能,常用于车身磕碰安全性、耐冲击等功用的评价。疲惫耐久功用是指零件受长时间交变载荷后坚持功用的才能,车子的可靠性、耐用性就是根据此进行评价的。

在资料的根底功用上来说,刚度与资料的弹性模量相关,基本上资料种类断定,弹性模量也就断定了,比方选用高强钢并不会提高车身的刚性,由于钢的弹性模量都一样。强度与资料的屈从强度和断裂强度相关,为了提高车子的安全功用,现代车身规划许多选用高强度钢材就是这个原因。而疲惫耐久特性与资料的疲惫曲线相关,当然,在车子上更重要的是焊点或其他衔接方法的疲惫功用。

根据这三条功用要求,工程上首先要处理的就是如何让资料使用的更有功率。跟着CAE技能的遍及和前进,许多的优化办法被开发出来用于处理车身结构的优化规划,现在简直所有的优化规划的思路都是在坚持车身功用不下降的前提下下降车身分量。下图是网上搜来的车身拓扑优化规划的图片,基本思路就是在给定的工况下求出载荷的最佳传递路径,然后规划出最优的车身结构。


与此同时,许多的新资料新工艺也在协助车身下降分量。首先是高强钢,经过提高钢材的屈从强度,使相同结构规划的情况下,纵梁能吸收更多能量,A柱B柱不发生显着变形等等。现在屈从强度1000MPa的热成形钢现已遍及了,未来屈从强度超越2000MPa的马氏体钢也现已开端了产业化。其次就是以铝为代表的轻质合金,选用铝合金能够明显的下降车身分量,价值就是本钱比较高,现在还只在高端车身许多使用,10几万的车一般只要外覆盖件如发动机罩、侧门外板选用了铝合金资料。图片就不贴了,网上大把大把的奥迪、美洲虎的全铝车身图片。再高端一些,碳纤维改装也现已在车身上开端使用了,宝马最新的i3就选用了一个碳纤维的顶棚,当然,价格就更高了。此外还有许多塑料零件使用于车身上,比方群众系的车子都选用了塑料的前端水箱结构,有些车子有塑料的后地板等等。

除了结构件之外,还有许多新的技能被开发出来用于提高车身功用,下降车身产品轻量化,比方结构胶,曩昔烘烤硬化结构胶只在车身上有少数使用,可是现在的趋势是能够经过选用更多的结构胶提高车身刚度功用,然后下降结构件的分量,奥迪、沃尔沃的一些车身上选用了超越100米的结构胶;再比方填充在车身接头的发泡硬化资料,能够有用代替传统加强板形式的加强件,即提高功用,又下降分量。


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