第10章 汽车轻量化.ppt

* 10.5.2 车身轻量化评价指标 通常轻量化是与原标杆车相比较时的相对值，因此为了更直接地反映轻量化的效果。也为了消除轻量化系数Ｌ 的量纲，于是提出了轻量化指数Li 作为表征轻量化效果的指标。即: 式中: Ｌ１ 、Ｌ２ ———轻量化设计前后的轻量化系数或者车型轻量化前后的其他性能指标。 * 10.5.3 整车面密度 吉利汽车公司的姚再起等人认为人们对整车舒适性的要求。使内外饰、电子电器的比重明显增加。从而大大增加整备质量，动力性能的提高也明显增加发动机和动力系统质量。 因此，消费者能够从感官体验到的车的各项性能指标可以让市场去衡量，轻量化评价只考虑整备质量水平更合理。在此基础上，不考虑整车各项性能，对于同类车型的轻量化指标可仅考虑整备质量和轮边距和轴距乘积所得投影面积(车型大小)即整车面密度的概念。如下式: * 如图10-21 所示，在平均线Ｌ０ 附近的车型接近轻量化平均水平。在实线右下方的车型的轻量化水平较高，而在实线左上方的车型的轻量化水平较低，若将考察车型的对应数值标注在图中相应位置。可明显看出轻量化水平高低，但难以量化直观表达。 * 10.5.4 零部件轻量化评价 总体上讲，随着车型增大，相应零部件质量也会增加。也就是每个零件、部 件、分总成、总成都占整车的一定比例?若低于平均值。那么说明此零部件的轻量化水平较高。若高于平均值，那么此零部件的轻量化水平较低。 假设零部件质量为Ｗｉ ，整备质量为Ｗｋ ， 同时针对白车身或其他总成。也可计算所包括零件在整车、整个总成中的轻量化水平。如下: * 10.6 轻量化技术路线 轻量化技术的应用是一个完整的系统，涵盖行业多、学科多、产业链长必须从轻量化的概念入手。通过:产品的优化采用轻量化设计—材料的选择实现轻量化应用—工业的处理得到轻量化结果—产品的试验与产品全生命周期评价给出轻量化评价。因此，轻量化概念就目前研究的现状。集中体现在优化设计、新材料、工艺和轻量化评价４ 个方面。一些典型车身零件的功能和材料性能的关系列于表10-7 * * 不同结构件的功能要求不同，所对应材料的性能也不相同。 对于车身轻量化设计时应考虑的一些构件功能和对应的材料选择时应考虑的材料特性列于表10-8。 * 所以在进行零件轻量化设计时要遵循一定的技术路线(图10-22): (１)根据零件的受力和功能要求。按照表10-7 和表10-8 所列相关参量。通过对每个部件的轻量化目标和应力分析，优化设计完成后，才可确定轻量化材料。 (２)当采用轻量化的结构材料时，它可能会提高半成品的成本和打破原来的维修习惯，增加维修成本。因此必须通过几何形状优化和相关结构的轻量化优化设计，使零件的成本降至最低。 (３)对于轻量化材料的零部件进行应力应变分析和疲劳分析等，保证原有的结构的性能不发生改变。 (４)通过合理选择轻量化材料和轻量化设计相结合以及先进的加工技术，使之达到质量和成本的最佳匹配，准确确定每千克减重的成本保持在可以接受的限度内，否则会导致轻量化设计缺乏市场竞争力。 * 谢谢观看！ * * 10.3.1 新型钢材 １)高强度钢 对于高强度钢，以前并无统一的定义。有人认为抗拉强度超过３４０ＭＰａ 的称为高强度钢。瑞典学者将钢板强度级别分为普通强度钢(ＭＳ)、高强度钢(ＨＳ)和特高强度钢(ＥＨＳ) 按照ＵＬＳＡＢ 所采用的术语。将屈服强度为210~550ＭＰａ 的钢定义为高强度钢(ＨＳＳ)屈服强。 度为５５０ＭＰａ 的钢定义为超高强度钢(ＵＨＳＳ)?而先进高强度钢(ＡＨＳＳ)的屈服强度则位于于ＨＳＳ 和ＵＨＳＳ 之间的强度范围? ＵＬＳＡＢ 是超轻钢质车身项目的简称。该项目是由世界主要钢板生产商致力于开发出超轻钢质车身而发起的。 图10-3 所示就是Ｖｏｌｖｏ Ｓ４０ 通过使用不同强度的钢材(分为普通、高强度、超高、特高)而提高车身碰撞安全性的一个典型例子。 * * 高强度钢又可分为传统高强度钢和先进高强度钢两类。传统高强度钢种包括低碳钢、无间隙原子钢、各向同性钢、烘烤硬化钢、碳锰钢、低合金高强度钢。 先进高强度钢是金相组织强化的钢种。包含变相诱导塑料钢、复相钢、马氏体钢、双相钢等。在提高强度的同时具备了良好的延展性和塑性。图10-4 所示为 高强度钢在汽车上的应用。 * ２)热成型钢 热成型钢是指将钢板经过９５０℃左右的高温加热之后一次成型。又迅速冷却加工而成的一种具有超高屈服强度的钢。 (１)极高的材料强度及延展性。一般的高强度钢板的抗拉强度在400~450ＭＰａ而热成型钢材加热前抗拉强度就已达到500 ~800ＭＰａ。加热成型后则提高至1300 ~1600ＭＰａ。为普通钢材的