汽车轻量化设计的关键技术与发展前景的分析
摘 要
简要介绍了汽车轻量化的三方面关键技术的应用及发展, 包括轻质材料的应用与 发展, 结构轻量化设计及优化, 新型制造及生产工艺技术。指出了这些技术的前景和存在的一 些问题, 提出了我国的发展潜力和应对策略。
关键词 汽车轻量化；轻质材料；轻量化设计；制造工艺技术
第1章 汽车轻量化的关键技术与发展现状
1.1汽车轻量化的条件和显著优点
汽车轻量化能够有效的降低能源消耗、减少污染物排放。随着环境污染的加剧，各国越来越重视环保经济的发展，其中汽车尾气排放作为主要的污染源之一，已被率先提出作为重点的治理对象，因此对汽车性能的改良也迫在眉睫，汽车轻量化技术也因此越来越受到重视。汽车轻量化主要采取材料轻量化与结构轻量化相结合的方式，从而减轻汽车的重量，不仅提高了性能，操控更灵活，也使耗油量大幅下降。据研究表明，在采用相同动力系统和传动系统的前提下，乘用车的整备质量每减少10%，燃油消耗就可降低6%-8%。[1]相比于动力技术的提升所带来的燃油消耗降低，车身轻量化技术的投入相对较少，成效也要更加显著。汽车轻量化技术主要是通过新材料以及CAD/CAE在汽车结构设计上的应用以及承载式车身和先进特种成形工艺的应用来使汽车结构小型化，从而降低整车质量，降低汽车的能源消耗和有害物质的排放量，做到了在不增加制造成本的同时提高了汽车性能。
汽车轻量化在节能减排方面起着重要的作用，越来越受到汽车工业界的关注，汽车企业轻量化技术的水平就是一家汽车企业车身设计的最高水平，汽车企业若想做大做强，在国际竞争中占据优势地位，就必须自主研发、突破技术瓶颈以掌握汽车轻量化的核心技术，生产更多的节能环保型汽车。
汽车轻量化技术具有较为明显的优势，已然成为一个汽车发展的重要方向。轻量化汽车通过采用新型材料以及对产品进行优化设计，使汽车既保持了原有的优点，又能在不提高造价成本的前提下达到节能减排的作用。汽车轻量化能够有效的降低能源消耗，改善汽车的性能，同时也能有效的提高汽车行业的经济效益，实现可持续发展。在科学技术高速发展的现代，汽车轻量化技术的优势已越来越明显，也越来越受到企业的重视。
汽车轻量化是当代国内外汽车工业发展的一个重要课题，实施汽车轻量化的条件是:
(1)为了达到节约能源的目的，就要做到将汽车的整体重量降低的效果，与此同时还要保障到新的制作成本不会受到新兴技术的影响。
(2)在使汽车达到节能环保目的的同时又能提高汽车的质量，并保证它的原有性能不会受到损坏,使其符合环保型经济发展的要求。
(3)通过利用特殊的计算机辅助功能以及仿真算法，做出更加轻量化的设计。将相关的结构设计的更加的完善，更加的适应于目前的发展。与此同时加速技术的改革，降低生产成本,从而形成价格优势,又可以做到保证质量。
(4)实现汽车轻量化,在满足车身众多特性的前提下，选择最适合汽车发展的材料，同时根据产品的定位，对汽车的整体制作工业以及制作成本也进行综合的考虑，设计出最有发展前景的汽车产品，做到节能环保，增加产品与其他产品之间的竞争能力。
目 录
第1章 汽车轻量化的关键技术与发展现状 5
1.1汽车轻量化的条件和显著优点 5
1.2 国内汽车轻量化的发展现状 6
1.3国外汽车轻量化的发展现状 8
1.4实现汽车轻量化的关键技术 10
1.5汽车轻量化未来的发展趋势 11
第2章 汽车轻质材料的分析和应用 13
2.1汽车轻质材料的分类 13
2.11有色合金材料 13
2.12高强度钢 14
2.13新型轻量化塑料材料 16
2.14轻量化复合材料 17
2.2汽车轻质材料的应用 18
2.21有色合金材料的应用 18
2.22高强度钢的应用 20
2.23塑料材料的应用 21
2.24其它轻量化复合材料的应用 22
2.3汽车轻质材料的分析 22
2.31有色合金材料的分析 22
2.32高强度钢的分析 24
2.33新型轻量化塑料材料的分析 25
2.34其它轻量化复合材料的分析 25
第3章 汽车制造工艺技术 27
3.1汽车制造工艺技术的分类 27
3.11热成形技术 27
3.12液压成形技术 28
3.13激光拼焊板技术 28
3.14金属半固态成形技术 29
3.2汽车制造工艺技术的应用 30
3.21热成形技术的应用 30
3.22液压成形技术的应用 31
3.23激光拼焊板技术的应用 31
3.24金属半固态成形技术的应用 33
3.3汽车制造工艺技术的分析 34
3.31热成形技术的分析 34
3.32液压成形技术的分析 35
3.33激光拼焊板技术的分析 35
3.34金属半固态成形技术的分析 37
第4章 汽车结构轻量化设计 38
4.1汽车合理的结构设计的分类 38
4.11前轮驱动 38
4.12计算机辅助技术 38
4.2汽车合理结构设计的应用 39
4.21前轮驱动的应用 39
4.22计算机辅助技术在汽车上的应用 39
4.3汽车合理结构的设计分析 40
4.31前轮驱动的分析 40
4.32计算机辅助技术在汽车应用上的分析 41
第5章 汽车轻量化的发展趋势 42
5.1目前汽车轻量化的发展的趋势 42
5.2汽车轻量化发展面临的问题 42
5.3对于汽车轻量化发展趋势的意见及想法 43
结论 44
致谢 44
参考文献 45
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